馬靜靜綜述，童曉文指導(dǎo)

雌激素是生物體內(nèi)一種重要的類固醇激素，不僅在生殖系統(tǒng)，而且在神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)及骨骼系統(tǒng)等多個系統(tǒng)中都發(fā)揮著廣泛且重要的生理和病理作用。雌激素通過與相應(yīng)的雌激素受體結(jié)合發(fā)揮相應(yīng)的效能，經(jīng)典的雌激素受體即雌激素核受體（estrogen receptor，ER）位于細胞核，包括ERα和ERβ兩種亞型。傳統(tǒng)觀點認為雌激素主要通過其經(jīng)典的核受體途徑發(fā)揮慢速基因效應(yīng)，此途徑發(fā)揮作用較慢，常常需數(shù)小時甚至數(shù)天，然而越來越多的研究顯示雌激素作用于多靶細胞后也可在短時間內(nèi)出現(xiàn)快速的細胞效應(yīng)，僅需數(shù)十秒鐘到數(shù)十分鐘，且不被蛋白質(zhì)和RNA的合成抑制所阻斷，并且證實，參與這種反應(yīng)的介導(dǎo)因子是G蛋白偶聯(lián)受體 30（G protein－coupled receptor 30，GPR30）。

GPR30是一種新型的膜性結(jié)合性雌激素受體，屬于7次跨膜G蛋白偶聯(lián)受體超家族中的一員，它能夠參與多種組織細胞的眾多生理病理過程，盡管它與傳統(tǒng)的雌激素受體ERα、β有時存在交叉作用，但大量研究表明，GPR30的作用模式和生物學(xué)功能與經(jīng)典雌激素受體ERα、β均有不同，且與二者在分子結(jié)構(gòu)上無任何同源性，因此被視為一種具有獨立作用的新型雌激素受體［1－4］。目前 GPR30 已成為雌激素“快速非核轉(zhuǎn)錄效應(yīng)”中的一個研究熱點。本文就GPR30的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)功能、亞細胞定位、信號傳遞途徑及其在激素依賴性腫瘤形成及進展中的作用綜述如下。

1 GPR30的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)特點與亞細胞定位

經(jīng)典的雌激素核受體長期以來被認為是雌激素的唯一受體，而早在1977年，Pietras等［5］在分離培養(yǎng)的子宮內(nèi)膜細胞表面發(fā)現(xiàn)存在雌激素的特異性結(jié)合位點，并發(fā)現(xiàn)雌激素可以通過與相應(yīng)的位點結(jié)合快速上調(diào)子宮內(nèi)膜細胞cAMP的水平，因而推測存在胞膜性雌激素受體（membrane estrogen receptor，mER）。后 Carmeci等［1］采用差減雜交的方法從人乳腺癌細胞中得到了一種G蛋白耦聯(lián)受體的類似物GPCR－Br的cDNA，通過將其cDNA與基因文庫比對證實，其為一種新的G蛋白耦聯(lián)受體，并命名為GPR30，另外幾個研究小組應(yīng)用不同的實驗方法在不同的細胞中也克隆得到了 GPR30 的 cDNA［3，4，6］。

G蛋白偶聯(lián)受體30也稱為G蛋白偶聯(lián)雌激素受體1（G protein coupled estrogen receptor 1，GPER1），是 7 次跨膜 G蛋白偶聯(lián)受體（G protein－coupled receptor，GPCRs）家族中的一員。GPR30的基因定位于染色體7p22，共包含7008個堿基對，mRNA由216 kbp組成，cDNA序列全長2064 bp，此序列包括一個1128 bp的長開放讀碼框架，編碼一個含375個氨基酸的蛋白質(zhì)即GPR30。該蛋白與其他G蛋白偶聯(lián)受體家族成員有廣泛的同源性，具有7次跨膜的高度的保守區(qū)域、4個N－糖基化位點，其中有3個N端糖基化位點在細胞外區(qū)域。嗜水性分析顯示，GPR30具有經(jīng)典的7次跨膜疏水區(qū)域，該區(qū)域包含鏈接著20～26個氨基酸殘基的6個相互交替的細胞內(nèi)外襻［4］。GPR30還包含一個區(qū)別于多數(shù)GPCRs的保守序列，即位于第三跨膜區(qū)后第二胞質(zhì)內(nèi)襻上的Asp－Arg－Tyr三聯(lián)體（DRY），提示GPR30在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中可能發(fā)揮作用，但卻不足以預(yù)測其可能具有的功能。

研究表明GPR30廣泛存在于機體多個系統(tǒng)的正常組織中，包括乳腺、心臟、腦、子宮、卵巢、胎盤、前列腺、肝臟、腎臟、骨骼肌、血管內(nèi)皮和淋巴組織細胞等［1，4］，并在相應(yīng)組織器官的惡性腫瘤組織如乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌等中發(fā)現(xiàn)有 GPR30 過表達［1，3，6，7］。

目前關(guān)于GPR30的亞細胞定位仍然存在爭議。Thomas等［8］及 Filardo 等［9］認為 GPR30 同 其他 GPCRs 一樣在細 胞膜上結(jié)合配體發(fā)揮相關(guān)病理生理作用。Funakoshi等［10］報道稱GPR30在細胞膜上表達，但在雌激素的作用下可以轉(zhuǎn)位至細胞質(zhì)。Revankar等［4］的實驗研究提示GPE30不存在于細胞膜上而定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。Prossnitz等［11］用細胞內(nèi)標(biāo)志物研究也發(fā)現(xiàn)，GPR30于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表達，甚至在與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連接的核膜上也有GPR30表達，Matsuda等［12］在研究中發(fā)現(xiàn)，GPR30不僅存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體上也有表達，且主要表達于高爾基體，但在胞膜上并沒有表達。近來有報道表明，配體的細胞膜通透性是其活化GPR30的前提條件，而雌激素具有可以自由進出細胞膜的特性，提示了GPR30可以位于細胞膜外表面、細胞質(zhì)內(nèi)或核內(nèi)的可能性。目前對于GPR30的亞細胞定位的研究結(jié)果存在差異可能與多種因素有關(guān)，如組織細胞類型、功能狀態(tài)或?qū)嶒灧椒ǖ炔煌?，也可能是GPR30的亞細胞定位存在組織、細胞類型甚至功能狀態(tài)的特異性，目前比較一致的結(jié)論是GPR30主要分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上而非細胞膜上，要真正確定GPR30的具體亞細胞定位還有待進一步研究。

2 GPR30相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

GPR30是一種新型膜性雌激素受體，參與介導(dǎo)雌激素快速非基因組效應(yīng)及基因組轉(zhuǎn)錄效應(yīng)［4］。目前的大量實驗研究表明，GPR30與雌激素結(jié)合后被激活，活化與其相偶聯(lián)的G蛋白，使Gαβγ異三聚體解聚，分為Gα和Gβγ而分別起作用，快速激活細胞內(nèi)的第二信號系統(tǒng)包括ERK、PI3K的激活、鈣離子動員和cAMP的產(chǎn)生等，并間接調(diào)節(jié)一系列基因轉(zhuǎn)錄，從而影響下游效應(yīng)分子在相應(yīng)的靶組織中發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)如影響細胞周期進程或?qū)е录毎鲋常?］。

2．1 EGFR－ERK／MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 雌激素與 GPR30結(jié)合后導(dǎo)致Gαβγ蛋白異源三聚體解離，Gβγ二聚體可激活下游的Src酪氨酸激酶系統(tǒng)，進而使Src銜接蛋白第317位酪氨酸殘基磷酸化，促使細胞表面釋放肝素結(jié)合性表皮生長因子（heparin－binding EGF－like growth factor，HB－EGF），HB－EGF能反式活化表皮生長因子受體EGFR，進而激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK），快速活化胞內(nèi)的細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK），從而誘導(dǎo)了 ERK／MAPK 通路的產(chǎn)生［13］，而MAPK激活后會進入細胞核，啟動一系列基因轉(zhuǎn)錄。Maggiolini等［14］的研究證實雌激素與GPR30結(jié)合后，通過下游分子 Src、Raf、Ras、Mek 級聯(lián)反應(yīng)快速激活 ERK， 啟動 cfos的轉(zhuǎn)錄，使c－fos的表達上調(diào)，從而促進細胞增殖并延長細胞生長周期［15］。Filardo 等［9］研究發(fā)現(xiàn)在 GPR30 表達陽性的MCF－7乳腺癌細胞中雌激素可激活ERK．而在缺乏GPR30的MDA－MB－23l乳腺癌細胞中雌激素則不能激活ERK，但在MDA－MB－23l乳腺癌細胞中轉(zhuǎn)染GPR30后，雌激素可激活ERK。由此可以證明GPR30在ERK／MAPK信號途徑中發(fā)揮著重要的作用。

2．2 PI3K－AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 GPR30也可以通過激活磷脂酰肌醇3激酶－蛋白激酶B（PI3K－AKT）途徑發(fā)揮其快速激活效應(yīng)。Sun等［16］研究證實了雌激素通過GPER激活PI3K，誘導(dǎo)細胞膜上的 3，4，5－三磷酸磷脂酰肌醇（PIP3）聚集以及新的AKT蛋白順序性表達，從而促進細胞增殖。Revankar等［4］發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染了ERα或GPR30的細胞都能活化PI3K，且受PI3K抑制劑LY294002的抑制，而EGFR抑制劑AGl478Z只能阻斷GPR30介導(dǎo)的PI3K活化；而且SKBr3細胞株中P13K的激活必須有GPR30的參與，但同時也發(fā)現(xiàn)GPR30介導(dǎo)P13K活化的前提是EGFR反式激活。Lin等［17］在高表達GPR30的子宮內(nèi)膜異位細胞H－38和絨毛膜細胞的研究中，同樣證明了GPR30可啟動PI3K的級聯(lián)反應(yīng)。Ignatov等［18］發(fā)現(xiàn)在他莫昔芬耐藥的 MCF－7乳腺癌細胞中．GPR30與其高度特異性激動劑G－1結(jié)合后能誘導(dǎo) AKT、MAPK活化，從而促進細胞增殖，但用GPR30反義寡聚核苷酸消除GPR30的表達后，上述效應(yīng)消失。上述研究結(jié)果表明，GPR30在PI3K／AKT信號通路上發(fā)揮著重要的作用。

2．3 cAMP－PKA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 研究發(fā)現(xiàn)由雌激素誘導(dǎo)的GPR30依賴性ERK1／2激活能在暴露于雌激素刺激后快速從峰值水平恢復(fù)到基礎(chǔ)水平，表明存在一種精確控制ERK1／2激活或失活的調(diào)控機制，而胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷（cAMP）的發(fā)現(xiàn)解釋了這一現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)雌激素可以通過GPR30激活腺苷酸環(huán)化酶（adenylate cyclase，AC），催化 ATP生成cAMP，使胞內(nèi)cAMP增加，而細胞內(nèi)cAMP濃度的提高又激活了cAMP依賴性的蛋白激酶A（protein kinase A，PKA），使Raf－1失活而降低ERK活性，進而調(diào)控細胞生長，且PKA抑制劑和AC抑制劑可阻滯該效應(yīng)［19］。該途徑能被17βE2、E2、他莫西酚、抗雌激素 ICI182，780 和 GPR30 特異性激動劑G－1激活，但170αE2和黃體酮無此作用。Thomas等［8］研究了SKBR－3乳腺癌細胞膜標(biāo)本和轉(zhuǎn)染了GPR30后完整的SKBR－3乳腺癌細胞表明，E2引起的cAMP產(chǎn)生與GPR30激活相關(guān)。Kang等［20］研究植物雌激素發(fā)現(xiàn)，特異性ERK阻斷劑U0126可通過阻斷GPR30所介導(dǎo)的胞內(nèi)cAMP的活化，減弱植物雌激素的效應(yīng)，進一步證明了雌激素與GPR30結(jié)合后可通過cAMP途徑發(fā)揮生物作用。Cheng等［21］在乳腺癌細胞中也證明GPR30與雌激素結(jié)合后可快速活化細胞內(nèi)第二信使信號，誘導(dǎo)cAMP生成，進而參與非基因組效應(yīng)的調(diào)節(jié)及腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。

2．4 Ca2＋信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 GPR30參與了對 Ca2＋信號途徑的調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)在雌激素將GPR30激活后，不同的細胞都表現(xiàn)出了細胞內(nèi)鈣離子的快速增多現(xiàn)象［4，22］。而加入GPR30特異性激動劑G1活化GPR30后，發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)Ca2＋同樣濃度都迅速升高，同時也可激活各類Ca2＋結(jié)合蛋白引起細胞反應(yīng)，證明 GPR30 參與了對 Ca2＋信號途徑的調(diào)節(jié)。Revankar等［4］用離體研究發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)染了GPER1的COS7細胞中，雌激素可以通過快速調(diào)節(jié) Ca2＋途徑來實現(xiàn)生物效應(yīng)；Dennis等［22］發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)染GPR30的SKBr3細胞中，雌激素可通過快速調(diào)節(jié)Ca2＋途徑來實現(xiàn)調(diào)控腫瘤的增殖、凋亡及侵襲轉(zhuǎn)移等生物學(xué)效應(yīng)。Romano等［23］研究發(fā)現(xiàn)GPER1參與了雌激素對下丘腦促性腺激素釋放激素細胞內(nèi)Ca2＋的調(diào)節(jié)并涉及到GABAA受體。上述研究均表明了GPR30能調(diào)控Ca2＋信號通路，然而GPR30激活后促使細胞內(nèi)游離Ca2＋快速變化的具體機制目前尚不清楚，需進一步研究。

3 GPR30與激素依賴性腫瘤

目前已有大量研究表明GPR30不僅存在于正常組織，而且在相應(yīng)組織器官的惡性腫瘤組織如乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌等中發(fā)現(xiàn)有GPR30過表達，提示其表達與腫瘤的發(fā)生及其生物學(xué)行為有著一定程度的相關(guān)性。GPR30介導(dǎo)雌激素的快速非基因組效應(yīng)及基因組轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，在相應(yīng)靶細胞、組織中發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，如影響細胞周期進程或?qū)е录毎鲋车龋瑥亩鴧⑴c一些雌激素相關(guān)惡性腫瘤等的發(fā)生發(fā)展。

3．1 GPR30與乳腺癌 乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，多年研究證實其屬于雌激素依賴性腫瘤，據(jù)統(tǒng)計其發(fā)病率占全身各種惡性腫瘤的7%～10%，發(fā)病常與遺傳有關(guān)，絕經(jīng)期前后的婦女發(fā)病率較高，嚴重威脅著女性身體健康甚至危及生命。目前關(guān)于GPR30在乳腺癌中表達的研究較多，已在多種乳腺癌細胞中檢測到GPR30的表達，如MCF－7、MDA－MB－231 和 SKBr3 等細胞株［2，8，24，25］。Filardo 等［24］用免疫組化法檢測361例乳腺癌和12例正常乳腺組織中GPR30、ER及孕激素受體（PR）的表達，及與一些臨床指標(biāo)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn) GPR30 和 ER 的表達呈正相關(guān)（P＜0．05），ER的變化同HER－2／neu和腫瘤大小相反，但GPR30的表達卻與HER－2／neu和腫瘤大小呈正相關(guān)，且GPR30與腫瘤的轉(zhuǎn)移有顯著相關(guān)性（P＝0．014），提示GPR30過表達可能是乳腺癌惡性生物學(xué)侵襲及不良轉(zhuǎn)歸的預(yù)后因子。該研究表明在乳腺癌組織中GPR30和雌激素受體（ER）存在著一定的同步性，提示二者共存在致乳腺癌的發(fā)生中起著重要的作用。因此，對于激素依賴性乳腺癌患者，在使用現(xiàn)有的ER抑制劑的基礎(chǔ)上輔助應(yīng)用拮抗GPR30的藥物也許可以更徹底地封閉雌激素效應(yīng)，提高內(nèi)分泌治療的有效率，為眾多乳腺癌患者提供了新的治療方向。

3．2 GPR30與子宮內(nèi)膜癌 子宮內(nèi)膜癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，是婦科三大惡性腫瘤之一，在中國其發(fā)病率僅次于子宮頸癌，嚴重威脅著廣大婦女的健康與生命。子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病機制尚不明了，但子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生與雌激素長期刺激及局部雌激素受體失衡有關(guān)這一觀點已得到公認。目前已在HEC50、HEClA及Ishikawa等子宮內(nèi)膜癌細胞株中檢測到 GPR30 表達［15，25］，提示 GPR30 參與 子宮內(nèi)膜 癌 的發(fā)生發(fā)展，但其作用機制仍未闡明。Vivacqua等［15］研究發(fā)現(xiàn)E2和4－羥泰米芬（OHT）可快速誘導(dǎo)Ishikawa和 HEClA細胞中c－fos的表達，促進細胞的生長，而通過轉(zhuǎn)染GPR30反義表達載體，該誘導(dǎo)效應(yīng)消失，提示GPR30參與該效應(yīng)的發(fā)生。Smith等［26］研究證實GPR30在惡性程度較高的子宮內(nèi)膜癌組織中表達水平明顯高于正常人子宮內(nèi)膜組織，且其表達水平和腫瘤的惡性程度成正比，與患者術(shù)后1年生存率成反比，并發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜癌細胞中，GPR30與EGFR的表達呈正相關(guān)，而與孕激素受體（PR）負相關(guān)。He等［27］研究證實GPR30參與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展，并與其生物學(xué)行為有關(guān)，且GPR30與子宮內(nèi)膜癌的臨床分期、組織分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，高表達患者通常生存時間短，預(yù)后較差。以上研究均表明GPR30在子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，但其機制還不清楚，有待于進一步研究闡明。

3．3 GPR30與卵巢癌 卵巢癌是女性婦科最常見的惡性腫瘤之一，是一種早期診斷率低而病死率高的婦科常見惡性腫瘤。雌激素在卵巢癌的發(fā)生中起著重要的作用，而其中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑卻仍不清楚。目前關(guān)于GPR30在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用的研究資料比較少。有研究結(jié)果顯示GPR30與雌激素結(jié)合后，通過GPR30－EGFR轉(zhuǎn)導(dǎo)通路刺激卵巢癌細胞增殖侵襲。Smith等［28］研究發(fā)現(xiàn)GPR30在高度惡性上皮性卵巢癌中的表達率明顯高于低度惡性的卵巢腫瘤，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且與低生存率呈正相關(guān)，進一步研究表明GPR30表達與卵巢癌的臨床分期、組織分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及患者生存率有關(guān)。Albanito 等［29］研究發(fā)現(xiàn)，在 ERα 陽性的 BG－l卵巢癌組織中，E2和 GPR30特異性受體 G－1均能上調(diào)c－fos的表達，而且證實其也是通過EGFR／ERK信號途徑發(fā)揮其效應(yīng)的，并且對于E2或者G－1引起的c－fos激活和EGFR／ERK信號活化需要GPR30和ERα共同參與，即兩者在卵巢癌的發(fā)生與增殖中起到協(xié)同作用。目前的研究均提示GPR30參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展，其介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可能是卵巢癌增殖和進展中的關(guān)鍵途徑，但其作用機制有待進一步深入研究。

總而言之，GPR30作為一種新型的膜性結(jié)合性雌激素受體，介導(dǎo)雌激素快速非基因組效應(yīng)及基因組轉(zhuǎn)錄效應(yīng)，影響下游效應(yīng)分子，在相應(yīng)靶組織中發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，參與機體多個系統(tǒng)組織細胞的生理、病理過程，影響細胞周期進程及其增殖侵襲轉(zhuǎn)移能力，與腫瘤的分化程度、惡性行為等密切相關(guān)。目前GPR30已成為雌激素“快速非核轉(zhuǎn)錄效應(yīng)”在雌激素相關(guān)的腫瘤發(fā)生發(fā)展機制的研究熱點。盡管目前關(guān)于GPR30的研究很多，但是對于其結(jié)構(gòu)、明確的細胞內(nèi)位點、在不同效應(yīng)器官中的生物學(xué)效應(yīng)和作用機制、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、與腫瘤的發(fā)生發(fā)展和預(yù)后的關(guān)系等還存在大量的疑問甚至爭議，有待于進一步的研究與探索。

隨著對GPR30的研究進一步深入，GPR30的生理作用及作用機制會被逐漸闡明，使人們對雌激素的各種生理、病理作用及其機制有更進一步的了解，完善人們對激素敏感性腫瘤發(fā)生發(fā)展的認識，同時有可能為雌激素敏感的惡性腫瘤提供新的治療靶點，改善患者預(yù)后，為臨床上廣大的激素依賴性腫瘤患者帶來新的希望。GPR30的表達水平可作為評估腫瘤患者預(yù)后的重要指標(biāo)，對指導(dǎo)臨床治療有重要價值，也為抗雌激素治療時的致瘤危險的預(yù)見和避免提供了參考依據(jù)。

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