新型雌激素受體-a36與乳腺癌耐藥關系的研究進展

方香玉，羅仲秋，曾佑琴，羅萍，冷平

(成都中醫藥大學醫學技術學院，成都611137)

乳腺癌是目前女性最常見惡性腫瘤，其發病率和病死率均居女性惡性腫瘤首位[1]，已嚴重影響到全球婦女的健康與生命安危。雌激素是一類甾體激素，組織分布廣泛，其中乳腺是其最重要的靶器官，其生長發育均受到雌激素調控。研究顯示,雌激素水平持續過高或長期使用雌激素替代治療會增加乳腺癌發病率[2，3]，提示乳腺癌的發生與雌激素水平相關。雌激素的生理效應主要體現在通過雌激素受體(ER)激活或抑制下游靶基因轉錄，傳遞細胞增殖、分化和凋亡信號。ER主要包括ERa和ERβ兩大類，均屬于雌激素核受體超家族成員。ERa編碼基因ESR1位于人染色體6q24上，存在ER-a66、ER-a46和ER-a36三種剪切異構體。傳統研究認為，ERa特指ER-a66，且目前針對ER-a66的研究最深入。多數研究認為，ERa陽性乳腺癌患者對內分泌藥物更敏感，預后更好。與ERa-66相比,ERa-46缺少轉錄活化結構域AF-1,其功能目前尚不清楚,可能介導雌激素的膜信號通路[4]。ERβ是在1996年發現的一種ER亞型，其編碼基因ESR2位于人染色體14q22-24上，存在多種剪接變異體,生理作用各不相同。大量研究證實,ERβ低表達會促進乳腺癌增殖,介導轉移、抑制凋亡，ERβ已成為繼ERa之后的研究熱點[5]。而ER-a36是新發現的一種剪切異構體，與傳統的ER-a66相比，存在較大不同，普遍認為ER-a36與乳腺癌的發生發展、侵襲轉移、藥物抵抗等相關。

1 ER-a36的結構與生物學效應

ER-a36作為ER-a66的剪切異構體，在結構上存在共性也存在一定差異。ER-a66編碼基因ESR1位于人染色體6q24上，包含7個內含子和8個外顯子，從N端到C端依次劃分為A～F六個功能區，N端的A/B區、C端的E/F區分別構成轉錄活化結構域AF-1和AF-2，負責配體以及非配體依賴的轉錄活化功能。C區為DNA結合域，可結合特定的DNA序列。D區為鉸鏈區,用于穩定ER的空間構象。與ER-a66相比，ER-a36啟動子位于ER-a66基因的第1個內含子中，缺少轉錄活化結構域AF-1和AF-2，不具備轉錄活化能力，但其仍保留了結合特定DNA序列和配體以及形成受體二聚體的功能。ER-a36 C末端存在一個包含27個氨基酸的新型特殊結構域，使得ER-a36具有比ER-a66更寬的配體結合譜，決定了它的特異性[6]。傳統的ER-a66為核受體，主要分布于細胞核，可直接結合靶基因啟動區的雌激素反應元件，并通過募集核受體輔調節蛋白調節基因轉錄，介導雌激素核內途徑的信號轉導(基因組信號通路或經典信號通路)。與ER-a66不同，ER-a36為膜受體，主要分布于細胞膜(50%)和胞質(40%)，通過配體依賴或非配體依賴方式激活細胞膜起源的信號，傳遞細胞增殖、分化以及凋亡信號(非基因組信號通路)。如Chaudhri等[7]通過相關研究發現，ER-a36與配體雌激素結合后可被激活，通過改變自身構象或蛋白質磷酸化，異常活化絲裂原活化蛋白激酶/細胞外調節蛋白激酶(MAPK/ERK)信號通路，使磷酸化蛋白激酶ERK1/2水平增高，下游級聯反應信號增強，促進乳腺癌細胞增殖分化(配體依賴方式)。此外，Giuliano等[8]還發現，在缺乏雌激素的情況下，表皮生長因子受體(EGFR)信號可通過ER-a36啟動子中的AP1位點激活ER-a36轉錄(EGFR/Src/ERK1/2/AP-1途徑)，調控下游基因表達(非配體依賴方式)。

2 ER-a36介導的信號通路

ER-a36作為膜受體，主要激活細胞膜起源信號，介導非基因組信號傳遞。常見膜信號通路主要有MAPK/ERK，磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)，wnt/β-連環蛋白(wnt/β-catenin)等，它們與細胞的增殖、分化、侵襲、凋亡等密切相關。目前研究表明，ER-a36通過異常激活相關信號在乳腺癌的發生發展、侵襲轉移以及藥物抵抗中發揮作用。Lin等[9]構建ER-a36真核表達載體，通過質粒轉染到MCF-7乳腺癌細胞株，使其過表達ER-a36，在雌激素或他莫昔芬(TAM)刺激下發現ERK1/2、PI3K快速磷酸化水平增高，癌基因c-myc表達量增加，同時還發現MAPK和PI3K特異性抑制劑可分別有效抑制以上反應,表明ER-a36可通過雌激素或TAM調節MAPK/ERK和PI3K/AKT途徑促進乳腺癌細胞的生長、分化。Kowalczyk等[10]發現，在過表達ER-a36的乳腺癌細胞中，雌激素刺激后，ER-a36在質膜水平迅速與Src蛋白結合，引發下游級聯反應，包括S126位點上的MAPK1/ERK激活和樁蛋白磷酸化，最終導致細胞周期蛋白D1(CyclinD1)的高表達。同時還注意到，ER-a36可與ERK2直接結合阻止ERK2通過絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶3的去磷酸化來增強下游信號。Thiebaut等[11]分別通過體內外試驗探討ER-a36在正常乳腺上皮細胞MCF-10A中過表達所產生的影響以及相關機制，發現ER-a36過表達可使蛋白酪氨酸激酶2、信號傳導及轉錄激活因子3、神經型鈣黏素等表達增加，CyclinD1、上皮型鈣黏素、β-連環蛋白、多聚ADP核糖聚合酶1、半胱天冬酶7、半胱天冬酶3等表達減少，最終導致細胞數目減少，侵襲能力增加以及凋亡逃逸；同時還發現STAT3特異性抑制劑5,15 -DPP可逆轉以上結局，表明ER-a36通過JAK/STAT信號通路調控細胞增殖、遷移、凋亡以及信號轉導等過程，此外，本研究還發現在乳腺癌的發生發展過程中，ER-a36與PI3K/AKT、MAPK、cAMP信號通路也存在一定關系，只是JAK/STAT通路占據主要地位。該研究還提示ER-a36過表達使正常乳腺上皮細胞傾向于腫瘤樣轉化，增加患癌風險。但除乳腺癌之外，ER-a36也可在宮頸癌、非小細胞肺癌、胃癌、肝癌等其他腫瘤信號通路中發揮重要作用。如Fu等[12]檢測到ER-a36在胃癌中高度表達，并可通過AKT途徑促進葡萄糖調節蛋白94表達，進而導致胃癌細胞的增殖、轉移與耐藥。Sun等[13]發現，ER-a36可位于宮頸癌組織和細胞系的質膜和胞質內，通過由雌激素激活的MAPK/ERK途徑來調節宮頸癌細胞的生長。綜上，由于ER-a36的特殊定位，其主要介導膜信號通路，但它能否同時激活幾條通路或和某些通路的交叉位點相關，以及它是否還能介導其他特異性通路，還有待進一步研究。

3 ER-a36與乳腺癌耐藥及其相關機制

乳腺癌屬雌激素依賴性腫瘤，體內雌激素水平的變化可影響乳腺上皮細胞的生長分化以及增殖凋亡。因雌激素主要通過ER-a66發揮對乳腺癌細胞的調控作用，因此，ER-a66在乳腺癌組織中的表達狀態被廣泛認為是乳腺癌的一個重要診斷和預測因子。約70%的乳腺癌ER-a66表達陽性，阻斷ER-a66介導的雌激素信號通路在內分泌治療ER陽性乳腺癌中非常關鍵，而TAM是目前臨床應用最廣的一線乳腺癌內分泌治療藥物，它通過與ER配體結合域結合，改變ER空間構象，阻止ER二聚體形成與核轉位，從而抑制經典途徑的ER信號轉導。一般情況下，ER陽性乳腺癌患者對TAM有良好的反應，陰性則無。但在ER陽性乳腺癌患者中,約40% TAM先天性耐藥,并且在TAM治療有效的乳腺癌患者中,部分也會發展成為TAM獲得性耐藥。同時，TAM治療對某些ER陰性乳腺癌患者也會有效，這可能與ER剪切異構體的差異表達相關。目前有文獻報道，約40%的ER陽性乳腺癌可同時表達ER-a36，ER-a36的過表達與ER陽性乳腺癌TAM耐藥密切相關，且常伴隨MAPK/ERK、PI3K/AKT、PKC/ERK等信號通路的異常激活，下游癌基因c-myc、細胞周期蛋白D1、凋亡基因Bax等的異常表達[14，15]。Zhang等[16]使用表皮生長因子受體(EGFR)抑制劑BiBx、PI3K抑制劑LY294002分別作用于ER陰性乳腺癌細胞MDA-MB-231和MDA-MB-436，結果EGFR抑制劑下調ER-a36蛋白質和mRNA水平表達，而PI3K抑制劑LY294002幾乎沒有作用。此外，結果還顯示，高水平的ER-a36能有效抑制EGFR蛋白的降解，ER-a36參與調節EGFR蛋白的穩態。該研究提示乳腺癌細胞的ER-a36與EGFR存在某種“分子交叉對話”，該交叉機制可促進ER陰性乳腺癌細胞的惡性增殖，導致TAM的獲得性耐藥。Yin等[17，18]也發現，ER-a36與EGFR/Her2之間存在正向調控循環,ER-a36 EGFR/Her2表達水平升高或者正向調控循環上升是ER陽性乳腺癌產生TAM耐藥的重要因素。此外，ER-a36和化療耐藥也存在密切關系。多西紫杉醇作為目前治療乳腺癌的一線化療藥物，主要針對ER陰性、內分泌治療失敗的ER陽性以及晚期轉移性乳腺癌，但目前臨床耐藥現象仍多見，基于對ER-a36的基礎研究，有學者提出ER-a36可能介導多西紫杉醇耐藥。Zhang等[19]通過體外試驗發現，高水平表達ER-a36的三陰乳腺癌細胞株MDA-MB-231對紫杉醇不敏感，下調ER-a36的表達可導致低水平的JNK磷酸化，抑制乳腺癌細胞遷移和侵襲能力，增加由多西紫杉醇誘導的G2/M細胞周期停滯比例，從而提升其對多西紫杉醇的敏感性，提示ER-a36的高表達與乳腺癌的多西紫杉醇耐藥相關，但該結論是否適用于體內試驗，以及相關的機制和通路尚不清楚。Chaudhri等[20]報道，雌激素可通過ER-a36介導的膜相關信號通路快速激活磷脂酶D，發揮在三陰乳腺癌中的抗凋亡作用，導致化療藥物耐藥。Schwartz等[21]發現，雌激素可通過ER-a36增加VEGF、成纖維細胞因子2的表達，下調E-鈣黏蛋白基因的表達,導致凋亡逃逸，進而阻止紫杉醇等化療藥物的誘導細胞凋亡作用。目前ER-a36介導的耐藥已引起高度重視，相關研究也取得一定成果，但由于耐藥網絡機制的復雜性，想要完全揭示耐藥機制，還需進一步探索。

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