PGRMC1在激素補(bǔ)充治療中對乳腺癌增殖風(fēng)險及機(jī)制的研究進(jìn)展

趙越，阮祥燕

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院/北京婦幼保健院內(nèi)分泌科，北京 100026)

現(xiàn)代女性平均壽命已經(jīng)超過70歲，預(yù)示著女性一生中約有1/3的生命期處于絕經(jīng)后期，絕經(jīng)引發(fā)的健康問題和相關(guān)疾病已逐漸引起廣泛關(guān)注[1]。規(guī)范的絕經(jīng)激素治療(menopausal hormone therapy,MHT)自20世紀(jì)初應(yīng)用于臨床，現(xiàn)已成為全面解決絕經(jīng)相關(guān)健康問題的首選臨床醫(yī)療措施。MHT是一種性激素補(bǔ)充治療方案，針對女性因生殖功能衰老、性激素缺乏引起的身體異常癥狀，預(yù)防心腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、早老性癡呆，改善性生活質(zhì)量，是目前其他任何單一藥物所不能替代的治療方法[2-3]。但進(jìn)入21世紀(jì)后一些大型隨機(jī)雙盲對照研究，尤其是全球公認(rèn)的關(guān)于激素/乳腺癌風(fēng)險最重要的研究——婦女健康研究發(fā)現(xiàn)激素治療會增加乳腺癌的發(fā)生風(fēng)險[4-5]，限制了MHT的臨床應(yīng)用。以挪威和瑞典為例，2003—2009年MHT的應(yīng)用減少70%[6]。

我國診斷為乳腺癌的年齡為45～55歲，其中62.9%的女性被診斷為乳腺癌時還未絕經(jīng)[7-8]。激素導(dǎo)致乳腺癌發(fā)病風(fēng)險升高的機(jī)制尚不明確，國際婦科內(nèi)分泌領(lǐng)域研究學(xué)者長期致力于尋找其病因及相關(guān)發(fā)病機(jī)制，采取精準(zhǔn)風(fēng)險預(yù)測和靶向治療策略，為乳腺癌激素治療的優(yōu)勢提供依據(jù)。現(xiàn)就孕激素受體膜組分1(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)的生物學(xué)特征及其在乳腺惡性腫瘤中的作用及對激素依賴性乳腺癌可能的作用機(jī)制予以綜述。

1 MHT與乳腺癌發(fā)生風(fēng)險

MHT與乳腺癌發(fā)生風(fēng)險一直是絕經(jīng)婦科內(nèi)分泌學(xué)及乳腺腫瘤領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難題，如何解釋激素應(yīng)用過程中乳腺惡變風(fēng)險增高的機(jī)制目前尚無定論。針對不同婦女，MHT方案不同，既有經(jīng)典的以雌激素補(bǔ)充為核心添加孕激素的方案，又有單用雌激素的治療方案。不同MHT方案的乳腺癌發(fā)生風(fēng)險差異較大。在1970年以前只用雌激素的時代，MHT的乳腺癌發(fā)生風(fēng)險并沒有受到關(guān)注；自20世紀(jì)80年代以來，因為要保護(hù)子宮內(nèi)膜，對保留子宮的婦女采用以雌激素補(bǔ)充為核心添加孕激素的方案，但其增加乳腺癌的風(fēng)險也逐漸受到重視。英國百萬婦女研究、法國E3N以及婦女健康研究等發(fā)現(xiàn)，雌孕激素聯(lián)合治療乳腺癌的發(fā)生風(fēng)險大于單用雌激素或孕激素[9-11]。越來越多的證據(jù)表明，在激素補(bǔ)充治療中添加孕激素的弊大于利[12-13]。激素治療中的孕激素主要包括合成孕激素(睪酮衍生類孕激素)和天然孕激素(黃體酮)，孕激素主要通過結(jié)合孕激素受體發(fā)揮激活或拮抗作用[14]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，天然孕激素在正常乳腺細(xì)胞系中主要通過與孕激素核受體結(jié)合介導(dǎo)抗增殖作用。而合成孕激素對促增長作用明顯，其中睪酮衍生類孕激素——炔諾酮促增殖作用最強(qiáng)[15-16]。因此，學(xué)者逐漸將激素致癌風(fēng)險的研究聚焦到合成孕激素及孕激素受體種類方面。

2 PGRMC1生物學(xué)特征及其在腫瘤中的作用

2.1PGRMC1生物學(xué)特性 近年來，膜孕激素受體也逐漸引起研究者們的關(guān)注。其中PGRMC1是近年發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞膜上孕激素的特異性結(jié)合位點(diǎn)，PGRMC1作為假定的孕激素結(jié)合膜受體于1998年被首次發(fā)現(xiàn)[17]。在肝、腎、腎上腺、子宮等中均有PGRMC1表達(dá)，屬于膜孕激素受體相關(guān)蛋白家族，包括一段含N端的跨膜結(jié)構(gòu)域和胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞色素b5配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，可結(jié)合亞鐵血紅素結(jié)合蛋白，從而激活細(xì)胞色素P450，對雌孕激素合成、藥物、脂質(zhì)代謝產(chǎn)生影響[18]。同時體內(nèi)動物實驗發(fā)現(xiàn)，PGRMC1可能參與類固醇的生成、代謝和分泌[19]。Terzaghi等[20]研究發(fā)現(xiàn)，PGRMC1在調(diào)節(jié)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的蛋白結(jié)構(gòu)域方面優(yōu)勢顯著，充分證實PGRMC1為膜相關(guān)信號調(diào)節(jié)蛋白，且激酶或配體參與PGRMC1活性調(diào)節(jié)[20]。在大鼠自發(fā)永生化顆粒細(xì)胞中，PGRMC1分布于細(xì)胞表面，從而通過介導(dǎo)孕激素發(fā)揮抗凋亡作用[21-22]。PGRMC1最初是在研究膜孕激素受體時被發(fā)現(xiàn)，盡管PGRMC1與孕激素直接結(jié)合的證據(jù)尚不充分，但大量的臨床試驗說明PGRMC1參與孕激素結(jié)合位點(diǎn)的形成[23-24]。目前合成孕激素與PGRMC1相互作用的數(shù)據(jù)鮮有報道，絕大部分來自阮祥燕所在研究團(tuán)隊[25-28]。

2.2PGRMC1在腫瘤中的作用 在高等生物中，PGRMC1可與多種蛋白(如孕激素結(jié)合蛋白、纖溶酶原激活物抑制劑1結(jié)合蛋白)結(jié)合，對細(xì)胞的存活和凋亡至關(guān)重要[29]。目前，PGRMC1與疾病的研究主要體現(xiàn)在與腫瘤的關(guān)系上。PGRMC1是一種腫瘤相關(guān)小分子蛋白，近年來受到國內(nèi)婦科內(nèi)分泌學(xué)及腫瘤學(xué)領(lǐng)域關(guān)注，其在多種不同組織來源的腫瘤(如乳腺癌、甲狀腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、肺癌)中呈高表達(dá)[30-31]，此外，PGRMC1與腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及治療后的耐藥性等均有密切聯(lián)系。PGRMC1可能也影響癌癥相關(guān)表型：上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化；抵抗由喜樹堿和阿霉素化療引起的凋亡；改變活力；貼壁生長；浸潤特性；血管內(nèi)皮生長因子誘導(dǎo)和轉(zhuǎn)移。

PGRMC1的表達(dá)與缺氧性腫瘤區(qū)域有關(guān)，在人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1陽性粉刺型導(dǎo)管原位癌缺氧區(qū)域PGRMC1蛋白表達(dá)增加[32]。PGRMC1還可減少由順鉑誘導(dǎo)的三陰性乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231和卵巢癌細(xì)胞的凋亡，以及由厄洛替尼和阿霉素誘導(dǎo)的HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡。PGRMC1通過結(jié)合細(xì)胞色素P450促進(jìn)阿霉素的降解，這為PGRMC1介導(dǎo)的化療耐藥性研究提供了基礎(chǔ)[33]。Hampton等[34]認(rèn)為PGRMC1拮抗劑AG-205能夠誘導(dǎo)肺腫瘤干細(xì)胞的凋亡，因此PGRMC1對于維持腫瘤干細(xì)胞的活性尤為重要。此外，PGRMC1對體外HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖也有重要作用。

PGRMC1與表皮生長因子受體相互作用的研究也表明PGRMC1參與癌癥的進(jìn)展過程[35]，表皮生長因子受體是一種在癌細(xì)胞的激活致癌信號通路中起重要作用的酪氨酸激酶受體。PGRMC1可能在介導(dǎo)表皮生長因子受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用，PGRMC1沉默導(dǎo)致應(yīng)答配體血管內(nèi)皮生長因子的表皮生長因子受體磷酸化水平降低，以蛋白激酶B和胞外信號調(diào)節(jié)激酶信號通路為靶點(diǎn)的下游表皮生長因子受體的磷酸化水平也相應(yīng)降低[36]。

PGRMC1在腫瘤生物學(xué)中發(fā)揮重要作用的相關(guān)假說在小鼠的研究中得到進(jìn)一步證實：在不同的小鼠異種移植瘤模型中，通過短片段發(fā)夾RNA降低PGRMC1，可導(dǎo)致腫瘤數(shù)量減少、腫瘤生長減慢(體積較小的腫瘤)、轉(zhuǎn)移減少，腫瘤的化療藥敏性增加[27,37]。阮祥燕所在團(tuán)隊前期對90例乳腺癌患者的乳腺癌組織、60例乳腺良性疾病患者乳腺良性疾病組織及乳腺良性疾病周圍1 cm正常乳腺組織中PGRMC1的表達(dá)情況進(jìn)行分析，同時對乳腺癌患者中PGRMC1與人類表皮生長因子受體2、細(xì)胞增殖相關(guān)抗原(Ki-67)及雌激素受體(estrogen receptor,ER)、孕激素核受體表達(dá)之間可能存在的聯(lián)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌組織中PGRMC1的陽性表達(dá)率為63.33%，乳腺良性疾病組織為28.33%，正常乳腺組織為6.67%，PGRMC1高表達(dá)與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤大小及組織學(xué)分級呈正相關(guān)，PGRMC1陽性表達(dá)率隨乳腺癌分級的增加而增加，PGRMC1可能與激素相關(guān)腫瘤的惡性增殖、預(yù)后有關(guān)，提示PGRMC1可能成為指導(dǎo)乳腺癌預(yù)后的新指標(biāo)[38-40]。PGRMC1陽性表達(dá)與Ki-67表達(dá)呈正相關(guān)，提示PGRMC1與乳腺癌惡性增殖相關(guān)；PGRMC1與ER表達(dá)呈正相關(guān)，可能通過ER相關(guān)信號通路調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞的增殖作用。研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者全血中PGRMC1表達(dá)水平升高，且表達(dá)程度隨乳腺癌分期的增加而升高，尤其在早期乳腺癌患者中PGRMC1的診斷價值優(yōu)于臨床常規(guī)腫瘤標(biāo)志物，這對乳腺癌的早期診斷、早期治療具有重要的參考價值[41-42]。

3 PGRMC1對激素依賴性乳腺癌可能的作用機(jī)制

PGRMC1在多種類型的腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，并與腫瘤的生長、遷移和侵襲密切相關(guān)。其中PGRMC1與乳腺癌的關(guān)系最為密切。2005年Selmin等[43]首先鑒定了PGRMC1基因啟動子在ERα陽性人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中的活性。Clark等[37]研究發(fā)現(xiàn)，PGRMC1在ERα陽性乳腺癌中高表達(dá)且被高度磷酸化修飾。

阮祥燕首先提出了PGRMC1與乳腺癌風(fēng)險的聯(lián)系，其所在研究團(tuán)隊建立了PGRMC1高表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞系(MCF-7ER+、T47DER+、MDA-MB231ER-、MDA-MB468ER-)[44]，并通過體內(nèi)外實驗系統(tǒng)研究了不同種類的雌孕激素對高表達(dá)PGRMC1細(xì)胞增殖的影響，PGRMC1高表達(dá)的ERα陽性乳腺癌細(xì)胞在雌孕激素聯(lián)合刺激下促增殖作用明顯，其中炔諾酮作用最強(qiáng)，而在ERα陰性的乳腺癌細(xì)胞中其促增殖作用不明顯[27,45]。

3.1PGRMC1與ERα信號通路密切相關(guān) 絕大部分乳腺癌細(xì)胞表現(xiàn)為雌激素依賴性，阮祥燕研究團(tuán)隊前期的體內(nèi)外實驗證實在PGRMC1高表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞中，炔諾酮聯(lián)合生理濃度的雌二醇可明顯促進(jìn)ERα陽性乳腺癌細(xì)胞增殖，而同時這種增殖作用可被ER拮抗劑完全阻斷，提示PGRMC1可在體內(nèi)外增強(qiáng)雌激素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[25-27,38]。同時阮祥燕團(tuán)隊前期通過對60例乳腺癌患者乳腺癌組織中PGRMC1的表達(dá)情況進(jìn)行初步分析發(fā)現(xiàn)，PGRMC1表達(dá)率約為70%，且PGRMC1表達(dá)與ERα表達(dá)呈高度正相關(guān)[39-40]，已知乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移與細(xì)胞內(nèi)的信號通路密切相關(guān)，其中ER信號通路在乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的直接或交互作用尤為重要。這也進(jìn)一步提示，炔諾酮聯(lián)合雌二醇促乳腺癌細(xì)胞惡性增殖可能與PGRMC1調(diào)控ER信號通路有關(guān)。

3.2雌孕激素聯(lián)合刺激條件下ERα通過蛋白激酶2(casein kinase 2,CK2)調(diào)控PGRMC1的活性 以往研究發(fā)現(xiàn)，在ERα陽性的乳腺癌細(xì)胞中添加雌二醇能夠激活ERα信號通路，通過結(jié)合CK2啟動子，激活CK2的轉(zhuǎn)錄活性并上調(diào)其RNA表達(dá)水平[46-47]。CK2屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，可以磷酸化多種生理性底物，在調(diào)控腫瘤發(fā)生、細(xì)胞周期進(jìn)程、DNA損傷修復(fù)、抑制癌細(xì)胞凋亡等過程中發(fā)揮優(yōu)勢。Beausoleil等[48]研究發(fā)現(xiàn)，PGRMC1有兩個被CK2磷酸化的氨基酸S56和S180位點(diǎn)，這些位點(diǎn)突變能夠影響細(xì)胞的生存環(huán)境，證實CK2在雌孕激素聯(lián)合誘導(dǎo)促乳腺癌增殖中起到活化受體的重要作用。為深入探討活化的PGRMC1促乳腺癌細(xì)胞增殖的作用機(jī)制，阮祥燕所在團(tuán)隊對雌孕激素聯(lián)合刺激條件下與PGRMC1相互作用的蛋白進(jìn)行了進(jìn)一步研究，通過免疫共沉淀質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，ERα的抑制因子1和抑制因子2存在于PGRMC1的復(fù)合體，提示其可能為PGRMC1的潛在相互作用對象，已知抑制因子1和抑制因子2與ERα結(jié)合后可以抑制其轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制乳腺癌細(xì)胞惡性增殖[49]。因此推測，在雌孕激素聯(lián)合刺激條件下，CK2磷酸化活化的PGRMC1可能通過與抑制因子1和抑制因子2的相互作用進(jìn)一步解除后者對ERα的抑制作用，發(fā)揮促乳腺癌細(xì)胞增殖作用。

3.3PGRMC1與鐵死亡 2012年，Dixon等[50]首先提出了一種新型的細(xì)胞程序性死亡方式——鐵死亡，其具有鐵依賴性，區(qū)別于細(xì)胞凋亡、細(xì)胞壞死、細(xì)胞自噬，主要表現(xiàn)為抗氧化體系調(diào)控核心酶谷胱甘肽過氧化物酶4的減少，通過調(diào)控鐵代謝和脂代謝途徑造成脂膜上活性氧堆積，誘發(fā)脂質(zhì)過氧化，從而引起細(xì)胞死亡，具有抑癌作用，因此誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡成為惡性腫瘤治療的一種新方案。盡管目前鐵死亡的分子機(jī)制尚未揭示，但有研究表明鐵死亡在腎臟損傷、神經(jīng)退行性變相關(guān)疾病和缺血再灌注損傷等疾病中具有雙重調(diào)控作用[51]。此外，大量研究證據(jù)證實，鐵死亡參與多種腫瘤(如乳腺癌、彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤、卵巢透明細(xì)胞癌)的發(fā)生發(fā)展，成為近年的研究熱點(diǎn)[52-53]。調(diào)控鐵死亡信號通路可能成為腫瘤治療的有效手段。如在三陰性乳腺癌細(xì)胞中，沉默谷胱甘肽過氧化物酶4的表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，而添加黏蛋白復(fù)合物后能上調(diào)還原型谷胱甘肽的表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞的鐵死亡過程[54]。Zou等[55]研究發(fā)現(xiàn)，脂代謝類抑制劑拉帕替尼可破壞乳腺癌細(xì)胞內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致鐵代謝失衡，過量的鐵參與氧化應(yīng)激并產(chǎn)生活性氧，從而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。

已知PGRMC1結(jié)構(gòu)中含有胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞色素b5配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，但與鐵死亡尚未見相關(guān)表達(dá)。阮祥燕所在團(tuán)隊[56]前期研究已明確PGRMC1高表達(dá)可減弱脂肪酸代謝和氧化磷酸化等代謝途徑，因此將PGRMC1確定為頭頸癌的腫瘤預(yù)后標(biāo)志物。為探究PGRMC1表達(dá)是否參與乳腺癌細(xì)胞的代謝程序，阮祥燕所在團(tuán)隊對PGRMC1不同表達(dá)水平患者進(jìn)行高通量測序腫瘤基因?qū)W檢測和通路富集分析發(fā)現(xiàn)，高水平PGRMC1患者中可觀察到谷胱甘肽代謝通路(hsa00480，P=0.001 6)[57]。谷胱甘肽在抗氧化、營養(yǎng)物質(zhì)代謝和細(xì)胞活動(如基因表達(dá)、DNA和蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞生長以及細(xì)胞死亡)中具有公認(rèn)的作用，因此PGRMC1可能通過調(diào)節(jié)谷胱甘肽途徑促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞生長，但目前相關(guān)研究較少。

4 展 望

激素治療及口服避孕藥與乳腺癌的發(fā)生風(fēng)險一直是國際絕經(jīng)與婦科內(nèi)分泌領(lǐng)域研究討論的熱點(diǎn)和難題，也是國際絕經(jīng)學(xué)會鼓勵研究的方向，大量體內(nèi)外實驗已經(jīng)證實PGRMC1對激素誘導(dǎo)乳腺癌風(fēng)險的科學(xué)性和重要性，雌孕激素聯(lián)合刺激可促進(jìn)PGRMC1高表達(dá)的ERα陽性乳腺癌細(xì)胞增殖，但機(jī)制尚不清楚。如何將此研究成果應(yīng)用于臨床乳腺癌高風(fēng)險患者的預(yù)測及靶向治療目前也尚無成熟方法。基于此，未來的研究將集中于建立一套關(guān)于PGRMC1對乳腺癌風(fēng)險早期評估的預(yù)測系統(tǒng)，為指導(dǎo)臨床激素治療的安全應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。目前，對PGRMC1的研究集中于與CK2-ERα-抑制因子1/2的交互作用，鐵死亡及相關(guān)作用研究較少。PGRMC1可能是影響癌細(xì)胞鐵死亡敏感性的重要因素，因此明確鐵死亡抑癌作用與PGRMC1促乳腺癌細(xì)胞的增殖關(guān)系及其詳細(xì)作用機(jī)制具有重要意義，將有助于完善乳腺癌增殖風(fēng)險治療策略。