孕激素受體膜組分1在乳腺癌發生機制中作用的研究進展

【摘要】乳腺癌是導致女性死亡的主要癌癥之一，但目前為止關于乳腺癌的發生機制尚未完全明確。唯一一項全球大型安慰劑對照研究，婦女健康啟動項目(Women’s Health Initiative，WHI)指出，雌孕激素聯合治療組乳腺癌風險增高，單一雌激素治療組婦女的乳腺癌風險沒有增加，反而有降低，說明在激素補充治療(hormone replacement therapy，HRT)治療中孕激素對乳腺癌風險具有負面影響。針對此結論開展了很多體外研究，發現雌孕激素聯合治療可以明顯促進孕激素受體膜組分1(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)表達陽性的乳腺癌細胞的增生。針對此結論，北美絕經學會官方科學雜志Menopause對此給予特別的編者按:“WHI研究中雌孕激素聯合治療組婦女乳腺癌風險增加是否可以用PGRMC1的作用來解釋? PGRMC1是否可以作為一個乳腺癌風險潛在的標志物? PGRMC1高表達者是否可確定為乳腺癌易感者?”本文將就此方面的研究進行綜述。

［doi: 10．3969/j．issn．1006-7795．2015．04．013］　　·更年期與婦科生殖內分泌·

基金項目:國家自然科學基金(81172518)，北京市科技新星交叉合作項目(Z14111000180000)，北京市衛生系統高層次衛生技術人才培養計劃項目(2014-2-016)，首都醫科大學附屬北京婦產醫院學科帶頭人項目(2013-1)。This study was supported by National Natural Science Foundation(81172518); Beijing Nova Program(Z14111000180000); Beijing Municipality Health Technology High-level Talent(2014-2-016); Project of Discipline Leader，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University(2013-1)．* Corresponding author，E-mail: ruanxiangyan@ 163．com

網絡出版時間: 2015－07－16 22∶43網絡出版地址: http:∥www．cnki．net/kcms/detail/11．3662．r．20150716．2243．014．html

Progress in research on possible role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in the mechanism of breast cancer development

Zhang Ying 1，Ruan Xiangyan 1，2*，Alfred O．Mueck 1，2

(1．Department of Gynecological Endocrinology，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University，Beijing 100026，China; 2．Department of Endocrinology and Menopause，University Women’s Hospital of Tuebingen，Tuebingen D-72076，Germany)

【Abstract】Breast cancer is one of the most common leading cause of cancers death in women world-wide．But the mechanism of breast cancer development is still unclear．The only placebo-controlled study，the Women’s Health Initiative(WHI)demonstrated that breast cancer risk mainly is dependent on the progestogen component since only in the combined estrogen/progestogen arm，but not in the estrogen-only arm this risk was seen to increase the risk．According to this finding，our previous investigation point towards an important role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in hormone related breast cancer risk．This finding got great attention from the related field in the world．An editorial published in the journal Menopause raised the following questions:“Can the increase in breast cancer observed in the estrogen plus progestin arm of the Women’s Health Initiative trial be explained by progesterone receptor membrane component 1? Can the PGRMC1 become to be a potential marker in the future? Will the women with high expression of PGRMC1 be breast cancer susceptible people?”We will review the results of related researches．

【Key words】progesterone receptor membrane component 1; breast cancer; estrogen receptor; progestogen receptor

目前，在全球女性群體中，乳腺癌已經成為最常見的浸潤性癌癥之一，特別是在工業國家。乳腺癌目前在全球女性中為發病率最高的癌癥，居于其后的為肺癌、結腸癌、胃癌以及肝癌 ［1］。關于乳腺癌的發病原因，近幾十年來人們一直在不斷探索，許多著名大型研究，例如婦女健康倡議(Women’s Health Initiative，WHI)以及百萬婦女研究(Million Women Study)中指出絕經后女性乳腺癌發生風險增加與孕激素補充治療有關 ［2-3］。應用激素治療的女性與其他女性相比，可能部分女性對激素更加敏感，也就是罹患乳腺癌的可能性本身就高。人們曾經試圖應用雌激素和/或孕激素受體來解釋這個問題，但是卻得到了相互矛盾的結論 ［4］。孕激素通過傳統的細胞內受體孕激素受體(progesterone receptor，PR)包括PR-A以及PR-B發揮一定作用，但是在之前的體外細胞試驗中，試驗結果證明它通常起到抑制細胞增生的作用 ［5-7］。

最近十幾年，人們發現了一些新的孕激素受體膜組分(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)，并發現PGRMC1在一些乳腺癌中高表達，并且當其表達發生改變時，會導致腫瘤對于化學治療的反應性發生改變 ［8］。本課題組之前的研究 ［9］也表明PGRMC1與激素相關乳腺癌之間存在一定聯系。針對此研究結果，北美絕經協會官方科學雜志Menopause一期特別編者按指出:“WHI研究中雌孕激素聯合治療組婦女乳腺癌風險增加是否可以用PGRMC1的作用來解釋? PGRMC1是否可以作為一個乳腺癌風險標志物? PGRMC1高表達者是否可確定為乳腺癌易感者?”本課題組曾針對過去關于PGRMC1的研究結論做了綜述 ［10］，本文中將針對新近發現的相關研究結論進行進一步綜述。

1　PGRMC1　的生物學特點

PGRMC1是近幾年新發現的特殊受體，它最初是從干細胞內質網中克隆得到的 ［11］。它是一個22 000 ～26 000的小蛋白，有一個短的胞外結構域，一個跨膜域和胞質域，屬于廣泛存在于真核生物中的膜相關的孕激素受體蛋白(membrane-associated progesterone receptor protein，MAPR)家族。PGRMC1含有一些相互作用結構域以及磷酸化作用位點，并且這些磷酸化作用位點與它所處的細胞位置有關。目前關于PGRMC1功能研究 ［12-13］指出，其具有血紅素結合域，并參與到細胞色素P450調控的抗氧化過程中來。研究 ［14］認為，當其表達發生改變時，可導致腫瘤對化學治療產生抵抗。

2　PGRMC1　在乳腺正常組織及乳腺癌組織中的表達

乳腺癌組織中可以發現PGRMC1的陽性表達率較高(61．7%)，表達主要在癌細胞胞質內，而正常乳腺組織表達為陰性 ［15］。Crudden及同事 ［16］的研究中也指出PGRMC1在乳腺癌細胞中表達量增加。Ji等 ［17］的研究表明PGRMC1在正常乳腺腺體中并不存在，但是在乳腺癌組織當中，根據免疫組織化學檢測的結果，其表達強度從弱至強不等。此外，在既往的一個研究 ［14］中指出，60例乳腺癌組織中不僅有PGRMC1高表達，同時PGRMC1的表達與患者淋巴結轉移、腫瘤大小、TNM分級、總體生存率、無瘤生存率之間相關，但是與患者年齡和腫瘤分級無關。從這方面看，PGRMC1可能成為乳腺癌患者的獨立預后因子。Neubauer等 ［18］和Causey等 ［19］的研究中關于PGRMC1與乳腺癌患者預后方面也指出，PGRMC1與組織缺氧有關，這與患者預后不良存在一定關系。此外，PGRMC1的陽性表達還會影響到細胞對于化學治療藥物的反應情況，一些推測認為PGRMC1蛋白受體可以通過多種胞內細胞信號處理過程，影響細胞對化學治療的反應性，通過調節配體依賴性的凋亡過程，PGRMC1可以提高腫瘤存活率，另一些研究推測PGRMC1蛋白受體可以通過多種細胞內信號通路以

及血紅素結合蛋白發揮作用 ［20-21］。

3　不同類型激素作用下，PGRMC1　表達與乳腺癌細胞的增生情況

不同濃度雌激素對PGRMC1陽性乳腺癌細胞促進增生作用不同。Neubauer等 ［22］應用不同濃度的雌激素作用于乳腺癌細胞，添加一定濃度雌激素后可以使WT-12乳腺癌細胞增生明顯。雌激素對于乳腺癌細胞的增生作用是濃度依賴性的，增生作用最強的濃度為10～10 mol/L，這與經皮或者口服雌二醇制劑后的活體血清濃度相當。同時還發現在表達低水平PGRMC1的MCF-7細胞中，這種促進增生作用更加明顯，為不表達PGRMC1的WT-12細胞作用效果的2倍。

不同孕激素對PGRMC1陽性乳腺癌細胞促進增生作用不同。正如前面所介紹的那樣，根據不同來源孕激素可以分為多種，有一些衍生于雄激素(19-去甲睪酮來源)，具有雄激素活性，還有一些孕激素衍生于天然孕酮，當不同孕激素作用于乳腺癌細胞MCF-7，雄激素來源的炔諾酮當其濃度為6～10 mol/L，有促進細胞增生作用，且促增生作用與PGRMC1是否陽性表達無關。醋酸甲羥孕酮則通過PGRMC1發揮促進細胞增生作用。屈螺酮在較低濃度時可以發揮促進細胞增生作用。地諾孕素也有促進陽性表達PGRMC1的乳腺癌細胞增生的作用 ［23］。天然黃體酮及其他孕酮來源的衍生物例如醋酸氯地孕酮、氯地孕酮沒有明顯的促進增生作用 ［24］。

當雌孕激素聯合作用于PGRMC1陽性乳腺癌細胞，促進增生作用更加明顯。孕激素與雌激素聯合應用于高表達PGRMC1的WT-12乳腺癌細胞，單用雌激素濃度較高時(10～10 mol/L)可觀察到促進增生作用，當添加了孕激素時，即使雌激素濃度較低，仍能觀察到細胞增生明顯，并且實驗中還發現序貫周期應用方案與連續聯合應用方案比較，后者細胞增生率更高。總之，與未轉染PGRMC1的野生型MCF-7細胞相比，高表達PGRMC1的MCF-7乳腺癌細胞對雌孕激素更敏感，二者聯合應用時增生效果顯著，特別是應用了炔諾酮時 ［25］。相比之下，醋酸諾美孕酮和黃體酮作用中性，即無影響 ［26］。一項臨床試驗 ［27］也與此試驗室結果類似，即應用醋酸炔諾酮治療5年后，女性乳腺癌發生風險增加(OR 2．03，95%CI 1．49～1．79)。

4　乳腺癌中，PGRMC1　表達與激素受體之間的關系

本課題組的試驗中發現PGRMC1陽性組與陰性組相比，乳腺癌PR的表達率沒有明顯差異，再分析PR與PGRMC1陽性表達強度之間的關系時，也沒有發現二者之間存在明顯的正相關或者負相關關系(OR 1．15，95% CI 0．88～1．52，P = 0．310)。有研究 ［28-29］表明，缺乏傳統孕激素受體的小鼠體內，卻可以高表達PGRMC1，PGRMC1信號通路可促進乳腺癌細胞增生，且不需要通過孕激素受體作用。正如之前研究 ［25］所發現的那樣，孕激素并不是通過PR發揮著促進乳腺癌細胞增生的作用，相反PR可以發揮抑制細胞增生的作用，部分孕激素是通過PGRMC1發揮著促增生作用。由于PR與PGRMC1之間的表達沒有相關性，所以臨床上測定的PR表達狀態不能反映出PGRMC1可能表達狀態，在乳腺癌發生過程中，可能PGRMC1與PR之間并不存在交互作用。

Neubauer等 ［30］曾在研究中發現PGRMC1在雌激素受體α(estrogen receptor α，ERα)陰性的腫瘤組織中表達升高。但是在激素治療過程中應用雌激素卻抑制了PGRMC1的表達。正如前面介紹的那樣，之后的研究中，Neubauer等 ［22］應用不同濃度的雌激素作用于乳腺癌細胞，結果發現添加一定濃度雌激素后可以使WT-12乳腺癌細胞增生明顯，增生作用是濃度依賴性的。低水平陽性表達PGRMC1的MCF-7細胞中，這種促進增生作用更加明顯。當添加了雌激素受體阻滯劑氟維司群后，雌激素對于乳腺癌細胞的促增生作用受到抑制，說明細胞內雌激素受體在這個促增生過程中發揮著作用。此外，由于雌激素作用下，PGRMC1陽性MCF-7細胞增生情況是PGRMC1陰性WT-12細胞的2倍，因此在這個過程中，推測PGRMC1與ERα之間也可能存在一定的交互作用。

有趣的是，在后面實驗中，當未應用雌激素而選擇單用醋酸甲羥孕酮(medroxyprogesterone acetate，MPA)時，添加了雌激素阻滯劑Ful仍可以阻滯孕激素促細胞增生作用。正如前期研究結果 ［26］顯示，MPA可以通過PGRMC1促進乳腺癌細胞增生，當未添加雌激素，單用MPA的前提下，應用雌激素受體阻斷劑，PGRMC1陽性乳腺癌細胞增生受到抑制，說明雌激素受體阻斷劑可以對孕激素MPA作用下，PGRMC1陽性乳腺癌細胞的增生過程造成干擾，提示ERα與PGRMC1之間存在一定的交互作用。

5　雌孕激素作用下由PGRMC1　介導的擴增作用的可能機制

在乳腺癌細胞增生過程中，除了激素的作用外，激素受體可能還與部分生長因子交互作用，發揮促進乳腺癌細胞增生的作用 ［31-33］。有研究 ［34］中除了應用雌孕激素外，又添加了生長因子，在PGRMC1受體陽性的乳腺癌細胞中，這些生長因子可能與類固醇受體之間有著“cross-talk”的作用，對于雌激素受體陰性的乳腺癌，這些生長因子發揮著促增長作用，例如表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、胰島素樣生長因子I和II(insulin-like growth factor I and II)、纖維母細胞生長因子(fibroblast growth factor，FGFs)、轉化生長因子α(transforming growth factor-α，TGF-α)以及血小板源生長因子(platelet-derived growth factors，PDGFs)。

孕激素由PGRMC1介導的細胞擴增作用的機制和可能參與腫瘤生成的機制，目前仍不清楚。既往研究 ［35］表明，PGRMC1參與調節蛋白激酶相關的信號: PGRMC1增加Akt的活化和IkB的磷酸化，從而激活核因子κB。磷酸肌醇依賴性激酶1(phosphoinositidedependent kinase 1，PDK1)蛋白激酶可以使Akt發生磷酸化，在PGRMC1上有一個PDK1結合區域 ［36］。然而，由PGRMC1介導的Akt活化機制尚不清楚。PGRMC1可能作為一個蛋白適配器，包含幾個結合蛋白(如PDK1)的潛在的結合位點，如可以激活Akt，和一個非膜滲透性的孕激素結合位點，引起鈣離子內流和隨后的磷脂酰肌醇-3激酶介導的PKC和Erk1/2磷酸化 ［37］。PGRMC1的Erk2的酪氨酸T177已被證明在體內被磷酸化 ［38］。

從目前的研究來看，在乳腺癌發生過程中，PGRMC1還很有可能是通過ERa發揮作用的。

6　結論

PGRMC1是近年發現的新型膜激素受體，它與腫瘤增生、遷移密切相關，在以往研究的基礎上，PGRMC1的表達情況同樣影響到腫瘤細胞對藥物治療的敏感性。之前對表達PGRMC1的乳腺癌細胞與不表達PGRMC1的乳腺癌細胞比較分析得出結論，某些合成孕激素對表達PGRMC1的人乳腺癌細胞有促增生作用，孕激素對乳腺癌細胞的影響依賴于各種不同合成孕激素特異的藥理學。同時孕激素作用下，PGRMC1的促進乳腺癌細胞增生作用，很有可能通過ERα發揮作用，因此，通過檢測女性乳腺或者體內PGRMC1是否過表達，進一步在未來將其發展成為常規篩查項目，這可以幫助臨床醫師決定婦女是否可以應用激素，或者應當使用哪種類型的孕激素。

為了更好地探討乳腺癌的藥物治療有效性，將來關于PGRMC1促進乳腺癌細胞增生的具體機制，及其在成為乳腺癌血清學標志物方面的作用，需要進行更進一步的研究。