寧偉偉綜述，謝 銘審校

（遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院胃腸外科，貴州遵義563000）

雌激素受體β與大腸癌的相關(guān)性研究進(jìn)展

寧偉偉綜述，謝 銘審校

（遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院胃腸外科，貴州遵義563000）

雌激素受體β； 結(jié)直腸腫瘤； 基因，腫瘤抑制； 細(xì)胞增殖； 細(xì)胞凋亡； 甲基化； 綜述

近年來(lái)，我國(guó)大腸癌的發(fā)病率及病死率呈增高趨勢(shì)[1]。據(jù)報(bào)道，2012年全球新增大腸癌占所有惡性腫瘤的9.7%，位居世界第3位，并且世界上大部分地區(qū)男性發(fā)病率明顯高于女性[2]。自1992年以來(lái)，全球每年新增100萬(wàn)大腸癌患者，發(fā)病率每年增加1.2%[3]。目前，世界范圍內(nèi)的流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，雌激素對(duì)消化道腫瘤具有保護(hù)作用，絕經(jīng)后女性患大腸癌的風(fēng)險(xiǎn)明顯升高，而使用雌激素替代治療可將大腸癌的發(fā)病率降低，雌激素可能參與和影響正常結(jié)腸黏膜上皮細(xì)胞的增殖、分化和凋亡[4]。然而，雌激素在大腸癌的發(fā)生與發(fā)展中是通過(guò)什么機(jī)制發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)目前尚不清楚。但是，隨著相關(guān)研究的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)大腸組織中存在雌激素受體β（ERβ）的表達(dá)，同時(shí)ERβ對(duì)大腸黏膜發(fā)生癌變有阻抑作用，并在大腸癌的發(fā)生、發(fā)展中可能扮演著抑癌基因的角色[5]。本文就ERβ與大腸癌的相關(guān)性研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 ERβ的結(jié)構(gòu)和分型

1.1 ERβ的結(jié)構(gòu) 據(jù)報(bào)道，典型雌激素受體包括ERα和ERβ，二者均屬于細(xì)胞核受體，是雌激素依賴的轉(zhuǎn)錄因子，二者的生物學(xué)構(gòu)成高度相似，但功能卻不盡相同，并且在大腸組織中雌激素可能主要是通過(guò)ERβ介導(dǎo)發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)[4]。ERβ的蛋白組成包括530個(gè)氨基酸，從N端至C端依次可劃分為6個(gè)不一樣的結(jié)構(gòu)域，分別將其命名為A/B、C、D、E/F區(qū)。ERβ蛋白包括4個(gè)功能區(qū)，分別是激活功能區(qū)（AF-1）、配體結(jié)合區(qū)（含有另一個(gè)轉(zhuǎn)錄激活功能區(qū)AF-2）、DNA結(jié)合區(qū)（DBD）、鉸鏈區(qū)。AF-1存在于N-末端的A/B區(qū)，是配體非依賴性的區(qū)域，通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄激活因子相互作用達(dá)到活化靶基因的目的。C區(qū)為DNA結(jié)合區(qū)（DBD），其中包括2個(gè)特殊鋅指結(jié)構(gòu)，其作用主要是協(xié)同調(diào)節(jié)與目標(biāo)DNA的結(jié)合。D區(qū)為鉸鏈區(qū)，其主要作用是連接DBD和配體結(jié)合域，雌激素受體可在此區(qū)發(fā)生曲折或構(gòu)象改變，能夠鞏固受體與DNA的結(jié)合。E/F區(qū)存在于C-端包括配體結(jié)合區(qū)（LBD）和一個(gè)雌激素依賴性AF-2功能域，該區(qū)能夠調(diào)控配體與受體的結(jié)合、應(yīng)答基因的表達(dá)及改變受體的構(gòu)型[6]。

1.2 ERβ的分型 目前研究發(fā)現(xiàn)，ERβ主要有ERβ1/ 2/3/4/5共5個(gè)亞型，在機(jī)體組織中的大概分布為：ERβ1主要表達(dá)于乳腺、結(jié)腸等器官；ERβ2主要表達(dá)于乳腺、卵巢、結(jié)腸等器官；ERβ3主要表達(dá)于睪丸；ERβ4主要表達(dá)于卵巢、乳腺、子宮；ERβ5主要表達(dá)于肺、肝、前列腺等器官[7]。

2 ERβ作用的分子模式

2.1 經(jīng)典雌激素應(yīng)答元件（ERE）模式 ERβ可以識(shí)別和結(jié)合ERE，從而完成受體與DNA的識(shí)別過(guò)程。ERβ通過(guò)DBD結(jié)構(gòu)域與靶基因啟動(dòng)子序列中的ERE結(jié)合，同時(shí)受體的2個(gè)活化功能域（AF-1和AF-2）募集不同的輔因子至靶基因的啟動(dòng)子區(qū)，進(jìn)而激活或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄，改變其生物學(xué)活性，介導(dǎo)相關(guān)細(xì)胞的分化、增殖、遷移和凋亡[6]。

2.2 非ERE依賴的基因組模式 在不含有ERE的雌激素敏感基因中，ERβ可以通過(guò)不與ERE結(jié)合的方式調(diào)控這些基因的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)[8]。Menendez等[9]研究發(fā)現(xiàn)，ERβ能夠通過(guò)結(jié)合或激活蛋白AP1、特征蛋白SP1、核因子κB（NF-κB）、原癌基因c-jun、抑癌基因p53及轉(zhuǎn)錄激活子-5（STAT5）等DNA轉(zhuǎn)錄因子來(lái)調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。有文獻(xiàn)還報(bào)道，ERβ抑制了轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）誘導(dǎo)的腸道腫瘤的發(fā)生[10]，ERβ能夠在不存在雌激素配體時(shí)引發(fā)轉(zhuǎn)錄應(yīng)答[11]。另外，非基因組還可以通過(guò)幾個(gè)細(xì)胞內(nèi)途徑發(fā)揮其效應(yīng)，包括磷脂肌醇（PKC）、環(huán)腺苷酸（cAMP）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、細(xì)胞內(nèi)鈣（Ca2+）和NO等影響因子介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)途徑[12]。

3 大腸癌中ERβ的表達(dá)研究

20世紀(jì)90年代，有學(xué)者采用葡聚糖包囊活性炭飽和分析法（DCC法）檢測(cè)人類大腸癌組織，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雌激素受體陽(yáng)性表達(dá)，繼而許多腫瘤學(xué)家開(kāi)始在這一領(lǐng)域展開(kāi)探索研究。近年的研究結(jié)果表明，結(jié)腸組織中主要存在ERβ mRNA表達(dá)，而ERα mRNA不表達(dá)或低表達(dá)，ERβ可能是優(yōu)勢(shì)受體[13-15]。在大腸癌組織中ERβ同樣具備激素受體高親和力和低含量的理化性質(zhì)[16]，而且在大腸癌癌前病變和大腸癌的發(fā)生與發(fā)展中起關(guān)鍵作用[17]。Hassan等[18]研究發(fā)現(xiàn)，大腸癌組織中ERβ蛋白陽(yáng)性表達(dá)率降低，這可能是大腸癌細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的重要因素，并且細(xì)胞分化程度越低，ERβ蛋白丟失量越大，提示低水平受體的腫瘤較高水平受體的腫瘤具有更大的侵襲力，預(yù)后也較差。Edvardsson等[19]研究也發(fā)現(xiàn)，ERβ可作為判斷大腸癌發(fā)生與發(fā)展的生物學(xué)指標(biāo)，其生物學(xué)活性可能影響結(jié)腸癌的預(yù)防和治療。因此，ERβ在大腸癌組織中低表達(dá)或丟失預(yù)示其很可能參與了大腸癌的發(fā)生、發(fā)展，并對(duì)大腸組織起保護(hù)作用，是一種潛在的抑癌基因，但是具體作用機(jī)制尚不清楚[20]。

4 ERβ與大腸癌的相關(guān)研究

目前研究發(fā)現(xiàn)，ERβ可以預(yù)防正常結(jié)腸上皮細(xì)胞向異常細(xì)胞的增殖和腫瘤的轉(zhuǎn)變[21]，而周期性接觸環(huán)境雌激素可能損壞機(jī)體體內(nèi)雌激素對(duì)大腸癌的預(yù)防保護(hù)作用[22]。因此，雌激素及ERβ在大腸癌中的作用及其生物學(xué)效應(yīng)備受腫瘤研究者的關(guān)注，同時(shí)在對(duì)直腸黏膜細(xì)胞的增殖與凋亡、甲基化等方面的基礎(chǔ)研究也逐步建立并取得突破性進(jìn)展。

4.1 細(xì)胞增殖與凋亡 Campbell-Thompson等[13]研究發(fā)現(xiàn)，ERβ在結(jié)腸黏膜中是占主導(dǎo)地位的雌激素受體，在雌激素的促有絲分裂中扮演重要角色，提供防范ERα誘導(dǎo)惡性增殖和凋亡刺激。Xu等[14]在體外實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，ERβ過(guò)表達(dá)的同時(shí)可能通過(guò)調(diào)控凋亡相關(guān)基因survivin和Bax的表達(dá)從而抑制癌細(xì)胞增殖和增加癌細(xì)胞凋亡，在作用方式上可以是配體依賴性或配體非依賴性2種途徑發(fā)揮作用。Caiazza等[15]近期研究表明，雌激素可能通過(guò)ERβ選擇性激活促凋亡信號(hào)發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)，抑制炎癥腫瘤微環(huán)境的信號(hào)和調(diào)制。Raigoso等[23]研究也發(fā)現(xiàn)，ERβ在大腸組織中可能發(fā)揮抑癌基因作用，在防止大腸黏膜細(xì)胞惡變，抑制癌細(xì)胞增殖的同時(shí)促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡。

4.2 甲基化修飾 Zhai等[24]用甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)（MsP）檢測(cè)多種結(jié)腸癌細(xì)胞株（HT-29、Lo-vo、caco-2）中ERβ基因啟動(dòng)子的CpG島甲基化模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞株中，ERβ基因啟動(dòng)子均呈現(xiàn)出異常高甲基化導(dǎo)致失活表型，提示異常高甲基化可能導(dǎo)致雌激素受體通路基因的失活并參與結(jié)腸癌的發(fā)病。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ERβ基因轉(zhuǎn)染Caco-2細(xì)胞后對(duì)雌激素信號(hào)通路的影響在一定程度上部分包括脫甲基作用。Xu等[25]通過(guò)去甲基化處理結(jié)腸癌細(xì)胞株 HCT 116后檢測(cè)ERβ的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)去甲基化處理的結(jié)腸癌細(xì)胞中ERβ的mRNA和蛋白表達(dá)較對(duì)照組分別提高2.36倍和 1.98倍。該研究結(jié)果提示，在該腫瘤細(xì)胞中，ERβ啟動(dòng)子的甲基化修飾導(dǎo)致了其蛋白表達(dá)的降低，使用去甲基化藥物則可促進(jìn)ERβ的表達(dá)。因此，甲基化可能是導(dǎo)致正常結(jié)腸黏膜細(xì)胞向結(jié)腸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)變的重要機(jī)制。

4.3 雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞增殖徐琛瑩等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在大腸癌中mTOR異常高表達(dá)，ERβ表達(dá)則降低或不表達(dá)，ERβ可能通過(guò)mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路影響大腸癌細(xì)胞增殖，ERβ和mTOR之間存在負(fù)相關(guān)調(diào)節(jié)作用，此作用在結(jié)腸癌細(xì)胞株HCT116中主要表現(xiàn)為在抑制mTOR表達(dá)的同時(shí)能上調(diào)ERβ的表達(dá)，而上調(diào)ERβ的表達(dá)能抑制mTOR的磷酸化。徐琛瑩等[26]的研究得出相似結(jié)論，ERβ過(guò)度表達(dá)能有效抑制mTOR和P70S6K的磷酸化，誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞SW480自噬。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)，ERβ可通過(guò)控制AMPK/mTORC1軸誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞株HCT116（p53野生型）和SW480（p53突變型）自噬，從而遏制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。

5 ERβ與大腸癌內(nèi)分泌治療

上述基礎(chǔ)研究提示，ERβ與結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、分化及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此，ERβ極有可能成為預(yù)防和治療大腸癌的新靶點(diǎn)。早在20世紀(jì)80年代就有關(guān)于應(yīng)用雌激素受體激動(dòng)劑治療大腸癌的報(bào)道。唐一帆等[27]研究報(bào)道，雌激素受體激動(dòng)劑中他莫昔芬可以通過(guò)ERβ這一靶點(diǎn)對(duì)LoVo結(jié)腸癌細(xì)胞株的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，同時(shí)，這種抑制效應(yīng)是呈劑量依賴性的，并且還可以協(xié)同5-氟尿嘧啶促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Krecmerová等[28]研究發(fā)現(xiàn)，5-氮雜胞苷可在大腸癌細(xì)胞株中重建ERβ的表達(dá)，進(jìn)而遏制大腸癌細(xì)胞的增殖。Hsu等[29]研究也發(fā)現(xiàn)，雌激素受體激動(dòng)劑可以通過(guò)ERβ作用于P53抑制人類LoVo大腸癌細(xì)胞的增殖和遷移。Armstrong等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌發(fā)展的早期階段，雌激素治療從整體上抑制結(jié)腸腺癌的形成，ERβ表達(dá)降低并發(fā)ERα表達(dá)增強(qiáng)這一重要轉(zhuǎn)變很可能是雌激素預(yù)防治療結(jié)腸炎性反應(yīng)向結(jié)腸癌轉(zhuǎn)變的重要時(shí)機(jī)。鑒于科學(xué)研究發(fā)展的潛在規(guī)律，相信ERβ在大腸癌中轉(zhuǎn)錄激活作用的分子機(jī)制必將在未來(lái)獲得更深入的研究，而大腸癌也必將獲得更有效的治療。

6 展 望

目前大腸癌與ERβ的相關(guān)性研究所取得的成果及ERβ在大腸癌中可能產(chǎn)生的影響令人鼓舞，眾多研究提示，ERβ可能在人類大腸組織中發(fā)揮“抑癌基因”的作用，其極有可能成為今后研究大腸癌預(yù)防治療的新靶點(diǎn)。但是ERβ在大腸癌中作用的基礎(chǔ)研究還不夠完善，機(jī)制也不甚清楚。因此，逐步展開(kāi)更廣泛的前瞻性研究，進(jìn)一步探索大腸癌相關(guān)基因與ERβ之間的復(fù)雜關(guān)系，必將為深層次了解大腸癌的發(fā)病機(jī)制奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.18.015

A

1009-5519（2015）18-2767-03

2015-04-27）

貴州省科技廳科學(xué)技術(shù)基金資助項(xiàng)目（黔科合J字[2014]2185號(hào)）。

寧偉偉（1988-），男，貴州遵義人，碩士研究生，主要從事大腸腫瘤研究；E-mail：ningweiwei@163.com。

謝銘（E-mail：xieming@163.com）。