GPER1在腫瘤中的研究進(jìn)展

麥明朗，張紅河，來茂德

G蛋白偶聯(lián)雌激素受體1(G protein coupled estrogen receptor 1, GPER1)又稱GPR30，是一種定位于細(xì)胞膜或細(xì)胞質(zhì)中的新型雌激素受體，其可能有核聚集。GPER1歸屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族，對(duì)雌激素及其類似物或一些外源激動(dòng)劑如G-1或拮抗劑G15的刺激能激發(fā)廣泛的生物活性。GPER1基因位于染色體7p22.3上，編碼一種375個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量為4.1×104，主要分布在心血管和神經(jīng)系統(tǒng)。近年有研究發(fā)現(xiàn)，GPER1在腫瘤進(jìn)展中的作用不容忽視，該文將其在腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期有指導(dǎo)意義。

1 腫瘤進(jìn)展中GPER1的定位轉(zhuǎn)變

GPER1作為G蛋白藕聯(lián)受體家族的成員之一，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為其應(yīng)歸屬膜蛋白，但近年研究發(fā)現(xiàn)其有胞質(zhì)和核定位的可能，它的定位轉(zhuǎn)變或者表達(dá)強(qiáng)弱與腫瘤患者預(yù)后亦有一定的聯(lián)系。

Tutzauer等[1]報(bào)道GPER1膜陽性可能提示乳腺癌患者的預(yù)后不良。Zhu等[2]檢測(cè)110例卵巢癌患者中GPER1的定位后發(fā)現(xiàn)，GPER1核定位提示患者預(yù)后不良，胞質(zhì)中的GPER1與預(yù)后差有關(guān)。此外，Liu等[3]發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌組織中GPER1主要定位于胞質(zhì)或胞核。Friese等[4]通過對(duì)156例(59.6%早期)子宮頸癌患者樣本進(jìn)行免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，GPER1在子宮頸癌組織中定位于胞質(zhì)或胞膜，大多數(shù)為質(zhì)膜雙強(qiáng)陽性。值得注意的是，GPER1胞質(zhì)陽性患者的總生存率高于陰性患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示GPER1胞質(zhì)定位改變可能影響子宮頸癌的早期進(jìn)展。Hernandez-Silva等[5]報(bào)道GPER1在子宮頸上皮內(nèi)病變時(shí)期的胞質(zhì)和胞核陽性降低，在正常組織和癌組織中呈雙強(qiáng)陽性，提示GPER1胞質(zhì)定位可能是阻礙癌癥發(fā)展的因素，而核定位的轉(zhuǎn)變可能與子宮頸癌的惡性進(jìn)展也有密切聯(lián)系。

2 不同腫瘤的進(jìn)展中GPER1的表達(dá)

近年研究發(fā)現(xiàn)，GPER1在多種腫瘤如子宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、肺癌、甲狀腺癌等皆有不同程度表達(dá)，其表達(dá)異常增高往往提示患者預(yù)后不良。Ino等[6]檢測(cè)33例子宮頸癌和44例癌旁組織中GPER1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)與癌旁組織相比，其在子宮頸癌組織細(xì)胞膜和胞質(zhì)中表達(dá)明顯增高，且與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。此外，GPER1在卵巢癌[7]、子宮內(nèi)膜癌、肺癌、甲狀腺癌中均得到一致的結(jié)論。

然而，亦有研究發(fā)現(xiàn)，GPER1低表達(dá)亦有可能預(yù)示肝癌、結(jié)直腸癌、骨肉瘤等的不良進(jìn)展。Wei等[8]通過對(duì)62對(duì)配對(duì)的腫瘤樣本進(jìn)行免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，與癌旁組織相比，肝癌中GPER1表達(dá)明顯下調(diào)。在C57BL/6小鼠腹腔注射5 mg/kg二乙基亞硝胺(diethylnitrosamine, DEN)構(gòu)建肝炎誘導(dǎo)腫瘤模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與野生鼠相比，GPER1敲除組小鼠形成更明顯的肝臟腫瘤，提示GPER1可能對(duì)肝癌的發(fā)生有抑制作用。同時(shí)，GPER1在結(jié)直腸癌及骨肉瘤中的相關(guān)研究也有類似的結(jié)果。

值得注意的是，GPER1在胃癌中的表達(dá)模式在研究中存在矛盾的結(jié)果。Xu等[9]分析Oncolnc數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)，GPER1高表達(dá)往往提示胃癌患者預(yù)后不良。Tian等[10]根據(jù)TCGA和GEO等數(shù)據(jù)庫分析GPER1與胃癌的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，GPER1在癌組織中的表達(dá)低于正常組織，提示低表達(dá)患者預(yù)后差，對(duì)收集的胃癌標(biāo)本行免疫組化檢測(cè)亦印證了該結(jié)論。同時(shí)作者還檢測(cè)胃癌細(xì)胞MGC-803、SGC-7901、HGC-27和正常胃上皮細(xì)胞系GES-1中GPER1的表達(dá)差異，其結(jié)果與上述報(bào)道一致。Lee等[11]對(duì)55例不同分期的胃癌組織進(jìn)行免疫熒光染色結(jié)果顯示：與早期胃癌相比，GPER1在晚期胃癌組織中的表達(dá)顯著降低。對(duì)于上述矛盾現(xiàn)象，可能與數(shù)據(jù)庫差異、胃癌早晚期等均有關(guān)，但亦需要更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)一步探索，以期得到更明確的結(jié)論。

3 腫瘤進(jìn)展中GPER1介導(dǎo)的信號(hào)途徑

3.1 GPER1/ERK信號(hào)途徑

3.1.1GPER1/Gαi1/ERK/FAK Chan等[12]發(fā)現(xiàn)G-1(0.1～10 μmol/L)能明顯抑制ER+前列腺癌細(xì)胞PC-3的增殖，將其阻滯在細(xì)胞周期G2期且呈劑量依賴性，敲降GPER1表達(dá)，G-1對(duì)PC-3的抑制作用明顯被阻斷，同時(shí)G-1亦能較好地抑制PC-3來源的皮下瘤生長。G-1對(duì)PC-3的抑制作用依賴于GPER1的活化，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)GPER1的活化可以使下游p-ERK入核增加，導(dǎo)致c-jun及c-fos上調(diào)，促進(jìn)p21表達(dá)增加，最終導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯，但并不影響PI3K通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。Lau等[13]進(jìn)一步闡明，G-1活化GPER1后可通過介導(dǎo)G蛋白抑制性亞基Gαi1蛋白的活化，引起ERK信號(hào)的入核增加及細(xì)胞周期阻滯。

人類對(duì)雙酚A(bisphenol A, BPA)的接觸主要是通過食物和水，因?yàn)锽PA可以從聚碳酸酯塑料容器、飲料罐和環(huán)氧樹脂中滲出。Castillo-Sanchez等[14]發(fā)現(xiàn)BPA可以通過活化GPER1/EGFR/ERK/FAK信號(hào)介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231的增殖和遷移。另外，Tsai等[15]在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞RL95-2中檢測(cè)他莫昔芬通過GPER1下游ERK信號(hào)調(diào)控FAK磷酸化增加，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞遷移。Rigiracciolo等[16]采用100 nmol/L雌激素E2和G-1作用于乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231，發(fā)現(xiàn)其可活化GPER1，致使FAK的Y397位點(diǎn)磷酸化增加及STAT3的核聚集，上調(diào)CTGF、EGR1等表達(dá)，加速M(fèi)DA-MB-231的侵襲遷移。

3.1.2GPER1/EGFR/ERK 文獻(xiàn)報(bào)道[17]BPA(0.1～100 nmol/L)可通過作用于GPER1/EGFR/ERK信號(hào)上調(diào)MMP-2、MMP-9表達(dá)，增強(qiáng)肺癌細(xì)胞A549的侵襲遷移能力。Zhang等[18]使用(10-6～10-3μmol/L) OHT(他莫昔芬活性代謝物)作用于子宮內(nèi)膜癌RL95-2和HEC-1A細(xì)胞48 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)OHT能誘導(dǎo)G1-S期的躍遷，從而顯著促進(jìn)兩株細(xì)胞的生長，其中GPER1/EGFR/ERK/Cyclin D1信號(hào)通路的活化發(fā)揮主要作用。另外，Chandra等[19]發(fā)現(xiàn)抗雌激素衍生物2-[piperidinoethoxyphenyl]-3-[4-hydroxyphenyl]-2H-benzo(b)pyran(簡(jiǎn)稱K-1)能明顯抑制人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞Ishikawa的增殖，且呈劑量依賴性，其中GPER1/EGFR信號(hào)通路參與K-1對(duì)增殖抑制作用的發(fā)生，導(dǎo)致p-ERK、p-c-jun、c-fos、Cyclin D1、c-myc的表達(dá)下調(diào)。

3.1.3GPER1/ERK/NF-κB 文獻(xiàn)報(bào)道[20]環(huán)境污染物鎘類似于雌激素E2，可誘導(dǎo)GPER/ERK/NF-κB信號(hào)活化，促使甲狀腺癌細(xì)胞WRO和FRO的生長和侵襲遷移。Liu等[21]報(bào)道經(jīng)G-1(0.1～10 μmol/L)處理腸癌細(xì)胞HCT116和SW480的增殖明顯受到抑制，且呈劑量和時(shí)間依賴性，主要涉及ROS/ERK1/2和NF-κB信號(hào)通路的抑制。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，G-1能顯著抑制腸癌細(xì)胞HCT116來源的皮下瘤生長。

3.2 GPER1/PI3K/AKT信號(hào)途徑

3.2.1GPER1/PI3K/PTEN/AKT 文獻(xiàn)報(bào)道[22]自分泌運(yùn)動(dòng)因子(autocrine motility factor, AMF)可與膜上GPER1相互作用，形成胞質(zhì)復(fù)合物，介導(dǎo)下游PI3K/PTEN/AKT通路活化，促使子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞Ishikawa和SPEC-2細(xì)胞的增殖，敲降GPER1表達(dá)可顯著抑制尾靜脈注射AMF后裸鼠子宮內(nèi)膜腫瘤的發(fā)生。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)雌激素E2能通過GPER1/PI3K/PTEN/AKT通路調(diào)控Ishikawa細(xì)胞生長。

3.2.2GPER1/PI3K/Sin1/AKT 文獻(xiàn)報(bào)道[24]成年斑馬魚經(jīng)雌激素E2(10 μmol/L)處理，其肝臟體積明顯增大；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，E2活化GPER1主要通過PI3K/AKT /mTORC1信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)，從而促進(jìn)斑馬魚肝臟的生長。因此，有研究者檢測(cè)68例肝硬化患者樣本發(fā)現(xiàn)，與正常肝臟相比，肝硬化患者組織中GPER1的表達(dá)明顯上調(diào)，提示在肝硬化發(fā)展為肝癌的過程中，GPER1/PI3K/AKT/mTORC1通路可能發(fā)揮促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用。Feng等[25]發(fā)現(xiàn)GPER1/PI3K/Sin1/AKT/mTORC2通路可能參與GPER1介導(dǎo)肝癌進(jìn)展的整個(gè)過程。

3.3 GPER1與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激Tian等[10]利用G-1(2.5 μmol/L)激活GPER1后，可顯著誘導(dǎo)GPER1表達(dá)水平較高的胃癌細(xì)胞AGS、SNU216等的凋亡，且呈劑量依賴性。敲降GPER1表達(dá)后，G-1對(duì)AGS細(xì)胞的抑制作用顯著下降，過表達(dá)GPER1能增加G-1對(duì)表達(dá)水平相對(duì)較低的胃癌細(xì)胞NCI-N87的增殖抑制作用，上述過程主要涉及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白如GRP78、p-PERK、ATF4和CHOP等的變化。Vo等[26]發(fā)現(xiàn)G-1(0.5～5 μmol/L)還可通過GPER1誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激增加胞質(zhì)Ca2+濃度，致使GRP78表達(dá)和eIF2-α磷酸化增加及下游的未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response, UPR)信號(hào)的增強(qiáng)，導(dǎo)致翻譯衰減，最終誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞死亡，該過程不涉及CHOP蛋白的參與。此外，Chen等[27]通過逐漸增加到10 μmol/L舒尼替尼作用于腎癌786-O細(xì)胞，篩選并鑒定出對(duì)舒尼替尼耐藥的786-O耐藥株，用1 μmol/L或5 μmol/L的G-1干預(yù)后，與親本細(xì)胞相比，抑制其生長及侵襲遷移的效果更加明顯，其原因主要是活化GPER1介導(dǎo)的激活轉(zhuǎn)錄因子ATF2，其Thr69/71位點(diǎn)的磷酸化減弱導(dǎo)致的細(xì)胞周期阻滯。

3.4 GPER1與腫瘤微環(huán)境有研究發(fā)現(xiàn)，GPER1還與細(xì)胞質(zhì)重塑、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts, CAF)及免疫抑制有關(guān)。Cortes等[28]報(bào)道他莫昔芬可通過GPER抑制下游RhoA/YAP或RhoA/p-MLC-2活化，阻礙腫瘤微環(huán)境中胰腺星狀細(xì)胞的肌成纖維細(xì)胞分化及巨噬細(xì)胞M2型極化，而抑制細(xì)胞外基質(zhì)重塑和胰腺癌細(xì)胞遷移。進(jìn)一步研究[29]發(fā)現(xiàn)他莫昔芬還可通過抑制GPER/HIF-1A/LOX-L2信號(hào)軸，抑制胰腺星狀細(xì)胞分泌膠原和細(xì)胞外基質(zhì)重塑，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡。

此外，Liu等[30]還發(fā)現(xiàn)他莫昔芬可通過細(xì)胞外基質(zhì)中CAF細(xì)胞表面的GPER1增加HMGB1外分泌，通過誘導(dǎo)自噬進(jìn)而介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞MCF-7的生長。Santolla等[31]發(fā)現(xiàn)G-1(100 nmol/L)可通過活化GPER1增加CAF細(xì)胞生長因子FGF2的旁分泌作用于乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231表面的FGFR1，活化下游ERK和AKT信號(hào)促使其增殖，而通過結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor, CTGF)介導(dǎo)進(jìn)一步的侵襲遷移。

此外，GPER1還可活化下游PLCβ-PKC和Rho/ROCK-LIMK-Cofilin[32]、GPER1/FBXL5-1/Snail[33]、L型鈣通道亞基α1D(Cav1.3)[34]、氧化應(yīng)激[35]、泛素化降解[36]等信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤進(jìn)程的調(diào)控。

4 GPER1與腫瘤耐藥

目前，臨床上大多數(shù)情況下使用抗雌激素類藥物他莫昔芬治療ERα陽性的乳腺癌，初期治療可一定程度延長患者的生存率，但長期使用后發(fā)現(xiàn)均有不同程度的耐藥。

Ignatov等[37]研究發(fā)現(xiàn)與GPER陰性患者對(duì)比，GPER1陽性患者在他莫昔芬治療4～6個(gè)月后乳腺腫瘤無縮小甚至輕微增大。此外，Molina等[38]通過MCF-7暴露于同等臨床藥物濃度下的他莫昔芬(1 mmol/L)7天，每隔2天換液，建立他莫昔芬長期暴露模型。將模型組和對(duì)照組同時(shí)使用他莫昔芬(1 mmol/L)處理24、48、72 h后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，模型組GPER1的表達(dá)均顯著增加，該組細(xì)胞的增殖呈劑量依賴性(50～2 000 nmol/L)，而ERα水平不受影響。但該處理會(huì)導(dǎo)致下游鈣離子信號(hào)的過度激活和緩激肽B1受體(B1 receptor, B1R)的表達(dá)增加，加入GPER1拮抗劑MG15能逆轉(zhuǎn)該效應(yīng)。這一研究結(jié)果能初步說明GPER1可能參與ERα陽性乳腺癌對(duì)他莫昔芬的耐藥過程。Yu等[39]進(jìn)一步闡明，GPER1/ABCG2信號(hào)軸可能介導(dǎo)MCF-7對(duì)他莫昔芬的耐藥。Yang等[40]亦發(fā)現(xiàn)SK-BR-3可通過他莫昔芬活化的GPER1-PRKACA-CMA途徑，在T582位點(diǎn)磷酸化MORC2蛋白，減少與HSPA8和LAMP2A的相互作用，而逃逸溶酶體降解進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)他莫昔芬的耐藥。

5 結(jié)語

研究顯示，GPER1與傳統(tǒng)觀點(diǎn)的G蛋白藕聯(lián)受體相比，其膜核定位能加速腫瘤的惡性進(jìn)展，而胞質(zhì)陽性可能是逆轉(zhuǎn)其進(jìn)展的積極因素。因此，研究GPER1膜表達(dá)到核定位的轉(zhuǎn)變過程，一定程度上有助于更好地探索和了解此類G蛋白藕聯(lián)受體的功能。與此同時(shí)，相比于癌旁組織或正常組織，GPER1在子宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、肺癌、甲狀腺癌中呈廣泛高表達(dá)，而在結(jié)直腸癌、肝癌、骨肉瘤中呈廣泛低表達(dá)。研究表明，GPER1在腫瘤進(jìn)展中主要通過調(diào)控ERK、PI3K/AKT、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及影響腫瘤微環(huán)境等方式發(fā)揮作用，并一定程度影響腫瘤對(duì)化療藥的敏感性，但關(guān)于GPER1較為深入的分子機(jī)制尚未闡述明確，需要更多嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。如膠質(zhì)瘤、鼻咽癌、食管癌等尚未見與GPER1有關(guān)的報(bào)道，其是否也發(fā)揮作用值得進(jìn)一步探索，以期更好的了解G蛋白藕聯(lián)受體在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的功能及其機(jī)制，對(duì)于藥物開發(fā)、臨床診斷及靶向治療亦能有更好的指導(dǎo)意義。