GREB1在女性生殖系統(tǒng)雌激素相關(guān)性疾病中的研究進展

許佳文，嚴(yán)藝云，程萌

(1.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，成都 610041； 2.四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院，成都 610041；3.出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點實驗室(四川大學(xué))，成都 610041)

女性生殖系統(tǒng)包括外陰、陰道、子宮、卵巢、輸卵管等，受下丘腦-垂體-卵巢軸的調(diào)控。女性生殖系統(tǒng)隨女性年齡的增長，逐步經(jīng)歷發(fā)育、成熟和衰退的過程，在這一過程中雌激素發(fā)揮重要作用。雌激素是主要由卵巢合成和分泌的類固醇激素。生理水平的雌激素對于維持女性生殖生理功能十分重要，而雌激素水平異常會導(dǎo)致許多生殖系統(tǒng)疾病。由雌激素導(dǎo)致的疾病稱之為雌激素相關(guān)性疾病。雌激素通過與其受體結(jié)合發(fā)揮作用。雌激素受體(estrogen receptor，ER)在多種組織表達，以乳腺和女性生殖系統(tǒng)表達水平最高,故雌激素相關(guān)性疾病也最常見于乳腺和女性生殖系統(tǒng)，如乳腺癌、子宮內(nèi)膜異位癥、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌等。

乳腺癌雌激素調(diào)控因子1 (growth regulation by estrogen in breast cancer 1,GREB1)與乳腺的關(guān)系已有較多文獻報道。在乳腺癌患者中，GREB1的表達與雌激素以及ER水平相關(guān)[1]，且GREB1水平會隨著女性月經(jīng)周期的改變而變化[2]。GREB1可促進乳腺癌細胞中ER靶基因的轉(zhuǎn)錄[3]，其表達水平與乳腺癌的復(fù)發(fā)和耐藥密切相關(guān)[4]。隨著對GREB1認識的深入，GREB1與雌激素的關(guān)系在女性生殖系統(tǒng)疾病中也得到證實。現(xiàn)就GREB1在女性生殖系統(tǒng)雌激素相關(guān)性疾病中的作用予以綜述。

1 GREB1的結(jié)構(gòu)和功能

GREB1首先在腦組織中發(fā)現(xiàn)[5]，后來在乳腺癌中被鑒定為早期雌激素反應(yīng)性基因[6]。GREB1基因序列跨物種高度保守，在許多器官組織中均有表達，包括腦[7]、乳腺[8]、卵巢[9]、前列腺[10]和子宮內(nèi)膜[11]，提示GREB1可能參與了這些組織的調(diào)控。GREB1基因位于人類染色體2p25.1，長度為108.68 kb，包含38個外顯子和40個內(nèi)含子[6]。GREB1基因轉(zhuǎn)錄為信使RNA至少有3種亞型：GREB1a、GREB1b和GREB1c[6](圖1)。其中，GREB1a編碼含1 949個氨基酸的蛋白GREB1a。GREB1b和GREB1c分別包含2 347和2 334個堿基，在信使RNA翻譯過程中，GREB1b和GREB1c分別在外顯子10和9之后終止翻譯，形成分別含457和409個氨基酸的蛋白GREB1b和GREB1c[12](圖1)。目前，這3種GREB1亞型的大部分結(jié)構(gòu)和功能仍然未知，對GREB1功能的大部分認知來源于對部分蛋白結(jié)構(gòu)域的分析。GREB1蛋白的C端含有一個由TET/JBP(ten-eleven translocation/J binding protein)、糖基轉(zhuǎn)移酶以及循環(huán)排列的超家族Ⅱ解旋酶融合形成的結(jié)構(gòu)域[13](圖1)。其中，超家族Ⅱ解旋酶主要與核酸結(jié)合，無催化作用[13]。而TET/JBP和糖基轉(zhuǎn)移酶形成的結(jié)構(gòu)域可以對5-羥甲基胞嘧啶進行糖基化修飾[13]。糖基化是在包括乳腺癌、卵巢癌和內(nèi)膜癌在內(nèi)的不同類型癌癥中觀察到的一種關(guān)鍵修飾，其促進了乳腺癌細胞的黏附、增殖和轉(zhuǎn)移[14]。糖類抗原125是典型的糖基化蛋白，其位于染色體19p13.2，是一種含有5 797個堿基對的跨膜糖蛋白，糖類抗原125在正常卵巢組織中不存在，但在80%以上的卵巢癌患者中高表達，其能促進腫瘤細胞的生長、增殖、凋亡和自我吞噬[15]；此外，糖基化還可導(dǎo)致氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化損傷、炎癥反應(yīng)等，誘發(fā)內(nèi)膜細胞癌變[16]。然而，GREB1介導(dǎo)的DNA糖基化修飾是否也在上述激素相關(guān)性腫瘤中發(fā)揮作用仍有待進一步研究。

在GREB1的N端包含兩個LXXLL結(jié)構(gòu)，其中L代表亮氨酸，X代表任何一種氨基酸(圖1)，該結(jié)構(gòu)通常存在于輔助活化因子中，并參與調(diào)節(jié)激素同型二聚體與核受體的相互作用[3](圖1)。雌激素通過與其受體結(jié)合發(fā)揮作用。ER包括經(jīng)典核受體和膜受體。目前研究較清楚的為經(jīng)典核受體，其又分為ERα和ERβ兩種亞型。經(jīng)典的雌激素信號通路始于雌激素與其受體的結(jié)合并形成同型二聚體[17]，緊接著同型二聚體的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，暴露雌激素反應(yīng)元件結(jié)合位點[18]。該雌激素同型二聚體在輔活化因子——核受體共激活因子(nuclear receptor coactivator，NCOA)的作用下與雌激素反應(yīng)元件結(jié)合，然后發(fā)揮調(diào)節(jié)目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄的作用[19](圖1)。在GREB1基因上游目前已知有3個雌激素反應(yīng)元件，分別位于-21.2、-9.5和-1.6 kb[18]。從GREB1的結(jié)構(gòu)進行分析，無論是GREB1基因上游的雌激素反應(yīng)元件，還是GREB1蛋白的LXXLL結(jié)構(gòu)，均提示GREB1在雌激素調(diào)控通路中發(fā)揮重要作用。

GREB1：乳腺癌雌激素調(diào)控因子1；mRNA：信使RNA；SFⅡ:超家族Ⅱ；TAGT：TET/JBP和糖基轉(zhuǎn)移酶形成的結(jié)構(gòu)域

研究表明，GREB1可通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)信號通路中磷脂酰肌醇-3-激酶活性和磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸轉(zhuǎn)換影響蛋白激酶B的激活，進而影響乳腺腫瘤細胞增殖[19]。該調(diào)節(jié)依賴于細胞內(nèi)機制，而不是通過自分泌或旁分泌因子誘導(dǎo)實現(xiàn)。相關(guān)自分泌/旁分泌因子可通過受體酪氨酸激酶正常激活磷脂酰肌醇-3-激酶。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白激酶B的激活可以解除GREB1基因敲除所致的雌激素依賴性乳腺癌細胞的生長抑制，提示GREB1介導(dǎo)的蛋白激酶B激活對于依賴雌激素的增殖至關(guān)重要[20]。

2 GREB1與子宮內(nèi)膜疾病

在育齡婦女中，下丘腦-垂體-卵巢軸的周期性調(diào)控使卵巢周期性分泌雌激素和孕激素，進而促使子宮內(nèi)膜增殖、轉(zhuǎn)化和脫落，形成月經(jīng)。而GREB1在子宮內(nèi)膜中高表達。在女性月經(jīng)周期中，GREB1水平與育齡期女性體內(nèi)雌激素水平波動一致[2]。在卵泡成熟期以及黃體中期，雌激素水平較高時，子宮內(nèi)膜中的GREB1水平明顯高于早卵泡期低雌激素狀態(tài)下的GREB1水平。在體外培養(yǎng)的人和大鼠的子宮內(nèi)膜細胞中，給予外源性雌激素后GREB1的水平上升[21]；當(dāng)卵巢切除后雌激素水平下降，GREB1水平也隨之下降[2]。

2.1子宮內(nèi)膜癌 當(dāng)下丘腦-垂體-卵巢軸出現(xiàn)異常，子宮內(nèi)膜長期暴露于雌激素作用下，無孕激素轉(zhuǎn)化則易導(dǎo)致子宮內(nèi)膜增生，甚至子宮內(nèi)膜癌變。在子宮內(nèi)膜癌細胞中，GREB1的表達與ERα活化呈正相關(guān)，敲除ERα后GREB1的表達受到抑制，內(nèi)膜癌細胞的增殖也受到抑制[22]。NCOA6是雌激素與ER結(jié)合的輔助活化因子。在子宮內(nèi)膜癌Ishikawa細胞中，NCOA6參與了雌激素對GREB1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，在這一調(diào)控通路中，NCOA6可通過調(diào)控GREB1增強子和啟動子的編碼發(fā)揮作用[23]。GREB1低水平表達可能與子宮內(nèi)膜癌細胞的化療耐藥有關(guān)[23]。此外，跨疾病全基因組關(guān)聯(lián)分析顯示，子宮內(nèi)膜癌中有13個位點可能與子宮內(nèi)膜異位癥在基因上發(fā)生重疊(P≤10-5)，其中一個單核苷酸多態(tài)性位點rs2475335位于受體型蛋白酪氨酸磷酸酶D基因內(nèi)含子中，該位點與子宮內(nèi)膜癌和子宮內(nèi)膜異位癥均顯著相關(guān)[24]。受體型蛋白酪氨酸磷酸酶D是蛋白酪氨酸磷酸酶家族成員，能下調(diào)蛋白酪氨酸磷酸化水平。其突變與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病相關(guān)[24]。突變的蛋白酪氨酸磷酸酶D可增強信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3途徑[24]，而信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3途徑是同時參與子宮內(nèi)膜異位癥和子宮內(nèi)膜癌的一條重要通路[25-26]。故推測，子宮內(nèi)膜癌可能與子宮內(nèi)膜異位癥在基因以及調(diào)控通路上存在重疊。

2.2子宮內(nèi)膜異位癥 子宮內(nèi)膜異位癥是子宮內(nèi)膜腺體或間質(zhì)在子宮以外的部位生長的一類疾病，異位內(nèi)膜病灶形成異位結(jié)節(jié)，導(dǎo)致痛經(jīng)、慢性盆腔痛、月經(jīng)異常和不孕等，是育齡期婦女的常見疾病之一。子宮內(nèi)膜異位病灶的生長與雌激素密切相關(guān)。子宮內(nèi)膜中同時表達了ERα和ERβ兩種受體，且以ERα為主。正常人群中，ERα和ERβ的表達水平低于子宮內(nèi)膜異位癥人群；子宮內(nèi)膜異位癥人群中，在位子宮內(nèi)膜的ERα和ERβ的表達水平低于異位子宮內(nèi)膜[27]。GREB1在正常人群、在位子宮內(nèi)膜以及異位子宮內(nèi)膜中的表達也符合上述規(guī)律[28]。GREB1在子宮內(nèi)膜異位組織中的高表達提示其可能參與了子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生與進展。子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生除與雌激素關(guān)系密切外，基因遺傳因素也占有重要地位[29]。針對不同種族子宮內(nèi)膜異位癥患者GREB1單核苷酸多態(tài)性的研究顯示，GREB1基因多態(tài)性與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生密切相關(guān)[30-35]。目前發(fā)現(xiàn)的與子宮內(nèi)膜異位癥關(guān)系密切的GREB1單核苷酸多態(tài)性位點包括rs10929757[30]、rs13391619[31]、rs13394619[32]、rs142882892[33]、rs1250248[34]、rs12700667[35]以及rs4141819[35]，研究涉及的人群來自比利時、澳大利亞、美國、丹麥、日本、希臘等國家的不同種族，說明GREB1基因多態(tài)性與子宮內(nèi)膜異位癥的關(guān)系具有普遍性。

3 GREB1與卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)腫瘤中惡性程度較高的一類腫瘤。卵巢位于盆腔深處，由于早期癥狀不明顯且缺乏有效的篩查方法，卵巢癌的早期診斷十分困難，因此約75%的卵巢癌在晚期才被確診[36]。根據(jù)組織學(xué)特性，卵巢腫瘤可分為上皮源性腫瘤、間葉性腫瘤和上皮間葉性腫瘤、性索-間質(zhì)腫瘤、生殖細胞腫瘤、轉(zhuǎn)移性腫瘤和其他，其中上皮性卵巢癌約占卵巢惡性腫瘤的90%[37]。有研究顯示，86%的漿液性上皮性卵巢腫瘤為ER陽性腫瘤[38]。晚絕經(jīng)導(dǎo)致的長期雌激素暴露可增加卵巢癌的發(fā)生風(fēng)險[39]。體外實驗也證實，雌激素可促進ER陽性卵巢癌細胞系的增殖[40]。有研究對卵巢癌組織芯片進行分析發(fā)現(xiàn)，GREB1在75%～85%的上皮性卵巢癌細胞中表達，其表達與ER的表達一致；在小鼠腹水卵巢癌細胞中，GREB1的過表達有促進細胞增殖和遷移的作用[41]。有學(xué)者將GREB1表達水平升高的小鼠腹水卵巢癌細胞進行腫瘤異種移植發(fā)現(xiàn)，腫瘤生長加快，中位生存時間縮短；當(dāng)敲除腹水卵巢癌細胞中的GREB1，細胞增殖減少，形態(tài)學(xué)趨向良性改變[10，41]。以上研究證明，GREB1參與了雌激素對上皮性卵巢癌的調(diào)控。

關(guān)于卵巢癌的耐藥與預(yù)后，Veskim?e等[42]對53例對鉑類耐藥的卵巢癌患者進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GREB1與鉑類耐藥有關(guān)：在鉑類敏感的卵巢癌患者中，GREB1表達增加甚至過表達；但在鉑類耐藥的卵巢癌患者中，GREB1的表達下調(diào)，且GREB1的表達與卵巢癌患者無進展生存期呈正相關(guān)。另有文獻報道，GREB1的低甲基化與卵巢癌患者無進展生存期呈正相關(guān)[43]。

4 GREB1與其他子宮腫瘤

4.1子宮肉瘤 子宮肉瘤是一種來源于子宮平滑肌、子宮內(nèi)膜間質(zhì)和結(jié)締組織的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤。目前關(guān)于GREB1與子宮肉瘤的研究較少，以個案報道為主。關(guān)于GREB1與子宮肉瘤的報道集中于類似卵巢性索腫瘤的子宮腫瘤(uterine tumor resembling ovarian sex cord tumor，UTROSCT)。UTROSCT是非常罕見的子宮間質(zhì)細胞惡性腫瘤。在這類子宮肉瘤組織中可見上皮、平滑肌和性索等成分的標(biāo)志物，梭形細胞增殖伴廣泛的性索間質(zhì)樣分化，但缺乏子宮內(nèi)膜間質(zhì)成分[44-45]。2018年Brunetti等[46]首先報道了1例UTROSCT患者發(fā)生染色體易位(2;8)(p25;q13)，基因組測序分析顯示，(2;8)(p25;q13)易位導(dǎo)致了GREB1-NCOA2融合基因，其中GREB1的前3個外顯子(NM 014668.3)融合到NCOA2的第15個外顯子(NM 001321703.1)。2019年Lee等[47]報道了2例UTROSCT，并在患者中觀察到GREB1-核受體亞家族4A第3成員以及GREB1-NCOA1的異位和融合。2020年，Bennett等[48]又在3例復(fù)發(fā)型UTROSCT患者中觀察到ESR1-NCOA2融合的現(xiàn)象。這一系列報道均涉及GREB1、ER與核受體家族基因的融合。在經(jīng)典的雌激素信號通路中，核受體家族成員是雌激素與受體結(jié)合的輔助活化因子，可通過影響雌激素與受體的結(jié)合和活化，進而調(diào)控GREB1的轉(zhuǎn)錄與表達。但上述融合與異位的意義目前尚不清楚。GREB1基因的融合可能與UTROSCT腫瘤惡性程度相關(guān)，其在子宮肉瘤發(fā)病和進展中的作用尚待深入研究。

4.2子宮肌瘤 子宮肌瘤是威脅女性生殖健康的常見良性子宮腫瘤，也是最常見的子宮切除的原因。子宮肌瘤主要由子宮平滑肌細胞增生構(gòu)成，是一種激素依賴性腫瘤，其發(fā)生與進展與體內(nèi)雌激素水平相關(guān)。此外，子宮肌瘤也與基因和遺傳有關(guān)。Rafnar等[49]對歐洲16 595例子宮肌瘤患者以及523 330例非子宮肌瘤人群進行全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，子宮肌瘤的基因特征與激素相關(guān)風(fēng)險位點一致，其中包括位于2p25.1的GREB1。GREB1的兩個單核苷酸多態(tài)性[rs10929757(Asn77Thr)和 rs148143917(上游變體)]變異與平滑肌瘤相關(guān)[49]。在另一項對15 453例子宮肌瘤病例和392 628例非子宮肌瘤人群的研究中，全基因組關(guān)聯(lián)分析同樣也證實了GREB1的單核苷酸多態(tài)性rs10929757(Asn77Thr)變異與子宮肌瘤相關(guān)[50]。同時，GREB1的單核苷酸多態(tài)性rs10929757(Asn77Thr)變異也與子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)[30]。這一發(fā)現(xiàn)再一次從兩種不同的疾病角度論證了GREB是雌激素相關(guān)疾病中的一個重要調(diào)控因子。

5 結(jié) 語

GREB1是雌激素反應(yīng)性基因，受到經(jīng)典雌激素核受體調(diào)控通路的調(diào)節(jié)，并參與多種雌激素相關(guān)生殖系統(tǒng)疾病的病理生理過程。現(xiàn)有研究雖然已從GREB1的結(jié)構(gòu)、基因多態(tài)性及其在各種雌激素相關(guān)疾病中的表達等方面論證了其作用，但是關(guān)于GREB1的結(jié)構(gòu)和功能仍有很多方面未知。GREB1與其他激素依賴性生殖系統(tǒng)疾病的關(guān)系也需要進行更深入的研究。可見，作為雌激素調(diào)控基因，未來研發(fā)抑制GREB1的相關(guān)靶向藥物有可能會對現(xiàn)階段難以攻克的雌激素依賴性生殖系統(tǒng)疾病的治療提供新思路。