孕激素及PGRMC在正常卵巢和卵巢癌細胞中的研究進展

傅 優，鄭 洪，黃佳佳

卵巢癌是女性惡性腫瘤死亡的主要原因，發現時已多為晚期(Ⅲ+Ⅳ期)，患者5年生存率僅為30%。治療方案多行外科手術和化療，但仍有60%～70%的患者于18個月內復發[1]。由于早期缺乏有效的篩查手段、化學抗性及顯著的異質性等因素，卵巢癌仍是女性最致命的惡性腫瘤[2]。孕激素在卵巢癌的發生、發展中起關鍵作用。流行病學調查發現女性口服避孕藥和妊娠可降低卵巢癌的發病率[3]，缺乏孕激素的女性增加了卵巢癌的患病幾率，而妊娠期孕激素的高水平與卵巢癌的風險降低有關。另外，有研究表明高劑量的孕激素具有誘導細胞凋亡的能力[3]，提示孕激素對卵巢癌的發生具有保護作用。然而，有研究發現孕激素在體內外均能抑制順鉑誘導的卵巢癌細胞凋亡[4]，但其作用似乎不是由核受體(nuclear progesterone receptors, PGR)介導，而是其他的介質如孕激素受體膜元件(progesterone receptor membrane component, PGRMC)介導的[5]。PGRMC包括PGRMC1和PGRMC2兩個亞型，兩者不僅表達于正常的卵巢表面上皮和顆粒細胞中，且在卵巢癌中也有表達。此外，PGRMC介導的孕激素信號通路在正常卵巢卵泡的形成和發育、卵巢癌細胞活力的調節中具有重要意義[3]。本文現就孕激素、PGRMC在正常卵巢卵泡和卵巢癌細胞中的作用進行綜述。

1 PGRMC的結構與功能

1.1 PGRMC1 又名σ-2受體，是一種在真核生物中高度保守的多功能蛋白質，定位于各亞細胞區室，如內質網、高爾基體等，相對分子質量為2.7×104，具有單個跨膜結構域[5]。PGRMC1的結合配體包括p450蛋白、EGFR、參與膽固醇合成的SCAP(SREBP裂解激活蛋白)以及Insig(胰島素誘導基因)等。在膽固醇合成中PGRMC1可與SCAP和Insig結合發揮作用。Hughes等報道PGRMC1是膽固醇合成所必需的。RNA干擾介導的HEK293細胞中PGRMC1敲低導致羊毛甾醇的累積，免疫共沉淀結果顯示PGRMC1與CYP51A1形成穩定的復合物，提示PGRMC1是Erg11/Cyp51催化羊毛甾醇去甲基化所必需的[6]。膽固醇經代謝又能轉化為孕激素，因此PGRMC1會間接影響孕激素的合成。另外，PGRMC1可通過細胞色素b5結合結構域和纖溶酶原激活物抑制劑RNA結合蛋白-1(PAIR-BP1)之間的相互作用，調節卵巢顆粒細胞、黃體細胞的增殖和凋亡。卵巢癌中PGRMC1高表達，并作為癌細胞的增殖標記[7]。總之，PGRMC1可與多種信號分子相關聯，從而發揮相應的生物學效應，可作為卵巢癌進展過程中的生物學標志物。

1.2 PGRMC2 又名DG6，蛋白質長度為247個氨基酸[8]。其位于第4號染色體上，在N端和C端包含跨膜區和細胞色素b5(cyt-b5)殘基[9]。PGRMC2主要定位于內質網(ER)，并被認為可調節參與類固醇生成或藥物解毒的微粒體細胞色素p450酶的活性[10]。PGRMC2在多種細胞和組織中表達，如新生大鼠的正常卵巢和卵巢癌中。目前，PGRMC2在腫瘤中的功能尚不清楚。Albrecht等[11]研究表明其與PGRMC1的作用相反，PGRMC2對細胞存活沒有影響，但它可抑制卵巢癌細胞SKOV-3的遷移。McCallum等[12]首次報道PGRMC2基因多態性位點rs3733260與CYP3A4的mRNA、蛋白質表達以及酶活性降低有關。在人胚胎腎細胞中證實PGRMC2與CYP1A2、CYP3A4穩定的物理相互作用，揭示了其作用與PGRMC1相似[11]。PGRMC1和PGRMC2可能在CYP的活性調節中共享一些功能，但可能存在差異，尤其是對腫瘤遷移的差異效應。CYP450環加氧酶在腫瘤的進展和轉移中起重要作用。因此，有人推測PGRMC2對遷移的影響可能是通過激活或抑制特定CYP介導的。總之，PGRMC2作為一種抑制腫瘤轉移的蛋白，在腫瘤學和婦科學領域值得進一步關注。

2 孕激素的作用

2.1 孕激素在正常卵巢卵泡中的作用 孕激素是由卵巢中的卵泡和黃體合成分泌[13]，在雌性脊椎動物中，孕激素信號傳導在妊娠的建立和維護、卵泡形成和發育以及排卵中至關重要。Komatsu等[14]報道孕激素對小鼠卵巢卵泡生長中的作用，通過不同濃度的孕激素(10 ng/mL、100 ng/mL、1 μg/mL)處理小鼠卵巢組織觀察孕激素對卵泡生長的影響。研究發現孕激素以濃度依賴性方式控制每個階段的卵泡生長。孕激素濃度為100 ng/mL時促進排卵和原始-初級卵泡的生長。在高濃度(1 μg/mL)時，孕激素抑制排卵和次級卵泡的生長，以準備受精和懷孕。另外，孕激素也直接作用于卵巢顆粒細胞以抑制細胞的有絲分裂和凋亡[15]。這與Komatsu等報道的高濃度孕激素抑制次級卵泡生長的結果一致，而與孕激素濃度為100 ng/mL時促進原始-初級卵泡生長的結果矛盾，可能與以下兩個因素相關。首先，孕激素的作用在原始-初級卵泡和次級卵泡的顆粒細胞之間有變化。其次，卵巢中卵泡之間的相互作用可能會改變孕激素的作用，次級卵泡或竇卵泡可能影響孕激素對原始-初級卵泡的作用。總之，孕激素對排卵和卵泡生長的影響取決于孕激素的濃度和卵泡期。

2.2 孕激素在卵巢癌中的作用 大量的流行病學數據表明孕激素對卵巢癌的發生具有保護作用。口服避孕藥與35%的卵巢癌風險降低有關。此外，卵巢癌的風險與口服避孕藥的持續時間有關：服用1年者，其風險降低10%～12%。目前，孕激素對卵巢癌保護作用的分子機制尚不清楚。幾項獨立的體外研究表明，低濃度的孕激素以劑量依賴的方式促進卵巢癌細胞增殖，而高濃度的孕激素抑制細胞增殖。孕激素對卵巢癌細胞的雙向作用可能與孕激素濃度以及PR-A/PR-B(progesterone receptor isoforms A/progesterone receptor isoforms B)比值有關[16]。另有研究表明孕激素的保護作用可能是由PR-B誘導的卵巢癌細胞衰老所致。在孕激素的作用下，PR-B與FOXO1協同激活細胞衰老介質p21的表達，促進卵巢癌細胞的衰老，而FOXO1的早期缺失或失活可能會抑制該作用[17]。有學者提出高濃度孕激素通過減少排卵對卵巢癌起保護作用。排卵誘導卵巢上皮的氧化損傷致使卵巢癌發生。孕激素抑制排卵降低卵巢上皮損傷的可能性，其通過誘導脂質的轉錄用于生物合成和轉運，細胞內膽固醇和脂肪酸水平升高，這些脂質物質擾亂了膜的流動性，以維持卵巢表面上皮的完整性。

盡管卵巢癌在手術和治療方案取得了巨大進展，但由于化療耐藥性和藥物毒性等因素，患者通常只能達到臨床緩解而不能完全治愈。孕激素治療以時間依賴的方式抑制卵巢癌細胞系的活性氧，活性氧觸發p53活化上調和抗凋亡基因表達的下調。單獨使用孕激素治療卵巢癌已經在Ⅱ期臨床試驗中進行，效果良好。其中，PR陽性的卵巢癌患者對激素治療高度敏感，更適合開展內分泌治療。另外，母乳喂養、口服避孕藥與BRCA1/2突變攜帶者患卵巢癌的風險降低有關。與低孕激素制劑相比，高孕激素制劑提供更好地保護[18]。總之，孕激素輔助治療有望于增強卵巢癌的治療效果。

3 PGRMC介導的孕激素信號通路

3.1 PGRMC在正常卵巢卵泡中的作用 在卵巢顆粒細胞中，PGRMC1介導孕激素的抗有絲分裂和抗凋亡作用，表明PGRMC1可能在維持卵巢顆粒細胞的狀態中起關鍵作用。Yuan等[19]的研究結果顯示，孕激素通過抑制與類固醇合成和有絲分裂有關的信號分子p-ERK1/2和p-p38來抑制顆粒細胞的凋亡和有絲分裂，并抑制類固醇激素合成急性調節蛋白(StAR)和膽固醇側鏈裂解酶(p450scc)減少甾類激素孕烯醇酮的產生，最終抑制卵泡的發育。孕激素還抑制參與顆粒細胞分化的信號分子Caspase-3；而沉默PGRMC1消除孕激素的抑制作用。Guo等[20]報道PGRMC1通過降低卵母細胞內cAMP水平，介導孕激素對卵母細胞減數分裂進展和原始卵泡形成的抑制作用，而PGRMC1功能喪失消除孕激素的抑制作用。另外，Will等[21]研究發現PGRMC1抑制Harakiri(Hrk)可能是由于孕激素/PGRMC1信號通路維持人顆粒/黃體細胞活力機制的一部分。在健康人群的顆粒/黃體細胞中，有較高分子量形式的PGRMC1。PGRMC1二聚體/寡聚體可能通過一些未知機制抑制Hrk轉錄，最終將Hrk維持在較低的水平。Hrk屬于一種跨膜蛋白，通常位于線粒體的外膜，其作為BH3域蛋白(BH-3 only protein)可與BCL-2家族成員(MCL-1、BCL-2樣蛋白)穩定結合，這可能會破壞BCL-2樣蛋白/MCL-1與凋亡促進蛋白BAX或BAK之間的相互作用[22]，進而導致BAX和BAK被激活并形成寡聚通道，細胞色素c(cyt-c)可通過該通道從線粒體轉移到細胞質。總之，PGRMC1可能在維持卵巢顆粒細胞狀態、平衡卵泡數量和女性生育方面發揮關鍵作用。

另外，PGRMC2在顆粒細胞中的高表達可能涉及調節顆粒細胞的有絲分裂。Peluso等[23-24]使用顆粒細胞系和自發永生化的顆粒細胞(spontaneously immortalized granulosa cell, SIGC)進行初步研究，PGRMC2的表達在細胞周期G1階段降低。此外，PGRMC2的過表達抑制細胞周期進程，原因可能是通過結合細胞周期蛋白依賴性激酶11p58(cyclin-dependent kinase 11p58，CDK11p58)。相反，使用siRNA敲低PGRMC2促進細胞周期的發生，增加G1期和M期細胞的百分比，但不增加細胞數量，這可能是細胞凋亡增加導致的。盡管PGRMC2的敲低未影響細胞與孕激素的結合，但確實減弱孕激素的抗有絲分裂和抗細胞凋亡作用。相反，耗盡PGRMC1基本上消除了SIGC與孕激素的結合，證實了孕激素與SIGC結合過程中，PGRMC1是必不可少的[25]。然而，PGRMC1可能通過與PAQR7(膜孕激素受體α)相互作用發揮效應[26]。

3.2 PGRMC在卵巢癌中的作用 PGRMC1的表達在卵巢癌中升高，Shih等[27]研究發現PGRMC1促進體內腫瘤的生長，錨定非依賴性生長以及遷移。PGRMC1在卵巢癌中過表達，有助于化療耐藥，并能抑制細胞凋亡。然而，Zhu等[28]表示在有金絲桃苷的情況下，PGRMC1的過表達會導致卵巢癌細胞死亡。一系列實驗發現，用金絲桃苷處理的卵巢癌細胞SKOV-3中的PGRMC1過表達提高LC3B-II的水平，并增加BAX逆轉蛋白質的表達譜，PGRMC1與LC3B共定位，參與金絲桃苷的自噬和凋亡。同時，PGRMC1敲低顯著消除金絲桃苷誘導的自噬細胞死亡并降低LC3B-II的表達。以上研究結果表明PGRMC1在金絲桃苷處理的卵巢癌細胞中具有腫瘤抑制作用。Zhu等[4]研究發現孕激素減弱順鉑(CDDP)的毒性并保護卵巢癌細胞HO-8910免受CDDP誘導的體外凋亡。最重要的是，在CDDP處理的HO-8910細胞中，孕激素通過降低PGR和PGRMC1的水平完全逆轉受體表達譜，同時增加PGRMC2的水平。這些結果表明HO-8910細胞在孕激素干預作用下可免受CDDP誘導的體外凋亡，而PGRMC2在此過程中必不可少。這與Albrecht等[11]實驗結果一致，過表達或敲低PGRMC1對CDDP誘導的細胞凋亡沒有影響，而PGRMC2的過表達可誘導孕激素減弱CDDP促卵巢癌細胞凋亡的作用。然而，目前的數據與Peluso等[29]報道PGRMC1在孕激素減弱CDDP的細胞毒性過程中起重要作用的觀點相矛盾。

現階段，PGRMC2在癌癥中的作用報道較少。有文獻表明，PGRMC2在腫瘤中起抑制作用，如在子宮頸腺癌的淋巴結轉移中PGRMC2的高丟失率，表明PGRMC2可能在子宮頸腺癌的轉移中起腫瘤抑制作用。此外，Albrecht等[11]表明卵巢癌細胞SKOV-3中PGRMC2水平升高導致腫瘤遷移率降低，而PGRMC2水平的降低導致更高的遷移率。相反，改變的PGRMC1水平不影響遷移速度，PGRMC1的過表達與腫瘤較大和淋巴結轉移相關[30]。PGRMC2抑制轉移作用可能由孕激素介導[10]。由于癌細胞遷移是細胞轉移特性的重要因素，因此PGRMC2作為潛在的轉移抑制因子應在癌癥研究領域得到進一步關注。

4 小結與展望

PGRMC1與PGRMC2高度同源，其通過介導孕激素的多種信號傳導調節卵巢卵泡的形成和發育，并維持女性正常的生殖功能。PGRMC1在多種癌癥中被誘導，與癌癥中的細胞生長有關。有學者認為PGRMC1是卵巢癌基因治療的重要分子。如果siRNA可以被特異性地靶向卵巢腫瘤，則PGRMC1 siRNA治療腫瘤的有效性將明顯提高。通過孕激素標記的納米粒子特異性結合PGRMC1 siRNA，從而靶向卵巢腫瘤，PGRMC1蛋白被耗盡，孕激素可能具有促進卵巢癌細胞凋亡的作用。PGRMC2也可能在癌癥中發揮作用。與PGRMC1相反，該蛋白質的表達增加會抑制卵巢癌細胞的遷移率，在癌癥中可能起腫瘤抑制因子的作用。最后，孕激素受體PGR、PGRMC以及PAQR的表達隨卵巢癌的發展而變化。在卵巢癌發展的不同階段中各受體通過激活不同的信號轉導途徑，介導孕激素不同的生物學效應。因此，在卵巢癌細胞中，孕激素與其受體及受體之間的相互作用值得進一步研究。