雌激素受体β与大肠癌的相关性研究进展

宁伟伟综述，谢 铭审校

（遵义医学院附属医院胃肠外科，贵州遵义563000）

雌激素受体β与大肠癌的相关性研究进展

宁伟伟综述，谢 铭审校

（遵义医学院附属医院胃肠外科，贵州遵义563000）

雌激素受体β； 结直肠肿瘤； 基因，肿瘤抑制； 细胞增殖； 细胞凋亡； 甲基化； 综述

近年来，我国大肠癌的发病率及病死率呈增高趋势[1]。据报道，2012年全球新增大肠癌占所有恶性肿瘤的9.7%，位居世界第3位，并且世界上大部分地区男性发病率明显高于女性[2]。自1992年以来，全球每年新增100万大肠癌患者，发病率每年增加1.2%[3]。目前，世界范围内的流行病学研究发现，雌激素对消化道肿瘤具有保护作用，绝经后女性患大肠癌的风险明显升高，而使用雌激素替代治疗可将大肠癌的发病率降低，雌激素可能参与和影响正常结肠黏膜上皮细胞的增殖、分化和凋亡[4]。然而，雌激素在大肠癌的发生与发展中是通过什么机制发挥其生物学效应目前尚不清楚。但是，随着相关研究的进展，发现大肠组织中存在雌激素受体β（ERβ）的表达，同时ERβ对大肠黏膜发生癌变有阻抑作用，并在大肠癌的发生、发展中可能扮演着抑癌基因的角色[5]。本文就ERβ与大肠癌的相关性研究现状作一综述。

1 ERβ的结构和分型

1.1 ERβ的结构 据报道，典型雌激素受体包括ERα和ERβ，二者均属于细胞核受体，是雌激素依赖的转录因子，二者的生物学构成高度相似，但功能却不尽相同，并且在大肠组织中雌激素可能主要是通过ERβ介导发挥其生物学效应[4]。ERβ的蛋白组成包括530个氨基酸，从N端至C端依次可划分为6个不一样的结构域，分别将其命名为A/B、C、D、E/F区。ERβ蛋白包括4个功能区，分别是激活功能区（AF-1）、配体结合区（含有另一个转录激活功能区AF-2）、DNA结合区（DBD）、铰链区。AF-1存在于N-末端的A/B区，是配体非依赖性的区域，通过与其他转录激活因子相互作用达到活化靶基因的目的。C区为DNA结合区（DBD），其中包括2个特殊锌指结构，其作用主要是协同调节与目标DNA的结合。D区为铰链区，其主要作用是连接DBD和配体结合域，雌激素受体可在此区发生曲折或构象改变，能够巩固受体与DNA的结合。E/F区存在于C-端包括配体结合区（LBD）和一个雌激素依赖性AF-2功能域，该区能够调控配体与受体的结合、应答基因的表达及改变受体的构型[6]。

1.2 ERβ的分型 目前研究发现，ERβ主要有ERβ1/ 2/3/4/5共5个亚型，在机体组织中的大概分布为：ERβ1主要表达于乳腺、结肠等器官；ERβ2主要表达于乳腺、卵巢、结肠等器官；ERβ3主要表达于睾丸；ERβ4主要表达于卵巢、乳腺、子宫；ERβ5主要表达于肺、肝、前列腺等器官[7]。

2 ERβ作用的分子模式

2.1 经典雌激素应答元件（ERE）模式 ERβ可以识别和结合ERE，从而完成受体与DNA的识别过程。ERβ通过DBD结构域与靶基因启动子序列中的ERE结合，同时受体的2个活化功能域（AF-1和AF-2）募集不同的辅因子至靶基因的启动子区，进而激活或抑制靶基因的转录，改变其生物学活性，介导相关细胞的分化、增殖、迁移和凋亡[6]。

2.2 非ERE依赖的基因组模式 在不含有ERE的雌激素敏感基因中，ERβ可以通过不与ERE结合的方式调控这些基因的转录及表达[8]。Menendez等[9]研究发现，ERβ能够通过结合或激活蛋白AP1、特征蛋白SP1、核因子κB（NF-κB）、原癌基因c-jun、抑癌基因p53及转录激活子-5（STAT5）等DNA转录因子来调控基因转录。有文献还报道，ERβ抑制了转化生长因子-β（TGF-β）诱导的肠道肿瘤的发生[10]，ERβ能够在不存在雌激素配体时引发转录应答[11]。另外，非基因组还可以通过几个细胞内途径发挥其效应，包括磷脂肌醇（PKC）、环腺苷酸（cAMP）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、细胞内钙（Ca2+）和NO等影响因子介导的细胞内信号途径[12]。

3 大肠癌中ERβ的表达研究

20世纪90年代，有学者采用葡聚糖包囊活性炭饱和分析法（DCC法）检测人类大肠癌组织，结果发现雌激素受体阳性表达，继而许多肿瘤学家开始在这一领域展开探索研究。近年的研究结果表明，结肠组织中主要存在ERβ mRNA表达，而ERα mRNA不表达或低表达，ERβ可能是优势受体[13-15]。在大肠癌组织中ERβ同样具备激素受体高亲和力和低含量的理化性质[16]，而且在大肠癌癌前病变和大肠癌的发生与发展中起关键作用[17]。Hassan等[18]研究发现，大肠癌组织中ERβ蛋白阳性表达率降低，这可能是大肠癌细胞发生恶性转化的重要因素，并且细胞分化程度越低，ERβ蛋白丢失量越大，提示低水平受体的肿瘤较高水平受体的肿瘤具有更大的侵袭力，预后也较差。Edvardsson等[19]研究也发现，ERβ可作为判断大肠癌发生与发展的生物学指标，其生物学活性可能影响结肠癌的预防和治疗。因此，ERβ在大肠癌组织中低表达或丢失预示其很可能参与了大肠癌的发生、发展，并对大肠组织起保护作用，是一种潜在的抑癌基因，但是具体作用机制尚不清楚[20]。

4 ERβ与大肠癌的相关研究

目前研究发现，ERβ可以预防正常结肠上皮细胞向异常细胞的增殖和肿瘤的转变[21]，而周期性接触环境雌激素可能损坏机体体内雌激素对大肠癌的预防保护作用[22]。因此，雌激素及ERβ在大肠癌中的作用及其生物学效应备受肿瘤研究者的关注，同时在对直肠黏膜细胞的增殖与凋亡、甲基化等方面的基础研究也逐步建立并取得突破性进展。

4.1 细胞增殖与凋亡 Campbell-Thompson等[13]研究发现，ERβ在结肠黏膜中是占主导地位的雌激素受体，在雌激素的促有丝分裂中扮演重要角色，提供防范ERα诱导恶性增殖和凋亡刺激。Xu等[14]在体外实验研究中发现，ERβ过表达的同时可能通过调控凋亡相关基因survivin和Bax的表达从而抑制癌细胞增殖和增加癌细胞凋亡，在作用方式上可以是配体依赖性或配体非依赖性2种途径发挥作用。Caiazza等[15]近期研究表明，雌激素可能通过ERβ选择性激活促凋亡信号发挥抗肿瘤效应，抑制炎症肿瘤微环境的信号和调制。Raigoso等[23]研究也发现，ERβ在大肠组织中可能发挥抑癌基因作用，在防止大肠黏膜细胞恶变，抑制癌细胞增殖的同时促进癌细胞凋亡。

4.2 甲基化修饰 Zhai等[24]用甲基化特异性聚合酶链反应（MsP）检测多种结肠癌细胞株（HT-29、Lo-vo、caco-2）中ERβ基因启动子的CpG岛甲基化模式，结果发现，在结肠癌细胞株中，ERβ基因启动子均呈现出异常高甲基化导致失活表型，提示异常高甲基化可能导致雌激素受体通路基因的失活并参与结肠癌的发病。进一步研究发现，ERβ基因转染Caco-2细胞后对雌激素信号通路的影响在一定程度上部分包括脱甲基作用。Xu等[25]通过去甲基化处理结肠癌细胞株 HCT 116后检测ERβ的表达，发现经去甲基化处理的结肠癌细胞中ERβ的mRNA和蛋白表达较对照组分别提高2.36倍和 1.98倍。该研究结果提示，在该肿瘤细胞中，ERβ启动子的甲基化修饰导致了其蛋白表达的降低，使用去甲基化药物则可促进ERβ的表达。因此，甲基化可能是导致正常结肠黏膜细胞向结肠癌细胞转变的重要机制。

4.3 雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号转导与细胞增殖徐琛莹等[26]研究发现，在大肠癌中mTOR异常高表达，ERβ表达则降低或不表达，ERβ可能通过mTOR信号转导通路影响大肠癌细胞增殖，ERβ和mTOR之间存在负相关调节作用，此作用在结肠癌细胞株HCT116中主要表现为在抑制mTOR表达的同时能上调ERβ的表达，而上调ERβ的表达能抑制mTOR的磷酸化。徐琛莹等[26]的研究得出相似结论，ERβ过度表达能有效抑制mTOR和P70S6K的磷酸化，诱导结肠癌细胞SW480自噬。同时，研究还发现，ERβ可通过控制AMPK/mTORC1轴诱导结肠癌细胞株HCT116（p53野生型）和SW480（p53突变型）自噬，从而遏制结肠癌细胞的增殖。

5 ERβ与大肠癌内分泌治疗

上述基础研究提示，ERβ与结肠癌细胞的增殖、分化及转移密切相关，因此，ERβ极有可能成为预防和治疗大肠癌的新靶点。早在20世纪80年代就有关于应用雌激素受体激动剂治疗大肠癌的报道。唐一帆等[27]研究报道，雌激素受体激动剂中他莫昔芬可以通过ERβ这一靶点对LoVo结肠癌细胞株的生长产生抑制作用，同时，这种抑制效应是呈剂量依赖性的，并且还可以协同5-氟尿嘧啶促进细胞凋亡。Krecmerová等[28]研究发现，5-氮杂胞苷可在大肠癌细胞株中重建ERβ的表达，进而遏制大肠癌细胞的增殖。Hsu等[29]研究也发现，雌激素受体激动剂可以通过ERβ作用于P53抑制人类LoVo大肠癌细胞的增殖和迁移。Armstrong等[30]研究发现，在结肠癌发展的早期阶段，雌激素治疗从整体上抑制结肠腺癌的形成，ERβ表达降低并发ERα表达增强这一重要转变很可能是雌激素预防治疗结肠炎性反应向结肠癌转变的重要时机。鉴于科学研究发展的潜在规律，相信ERβ在大肠癌中转录激活作用的分子机制必将在未来获得更深入的研究，而大肠癌也必将获得更有效的治疗。

6 展 望

目前大肠癌与ERβ的相关性研究所取得的成果及ERβ在大肠癌中可能产生的影响令人鼓舞，众多研究提示，ERβ可能在人类大肠组织中发挥“抑癌基因”的作用，其极有可能成为今后研究大肠癌预防治疗的新靶点。但是ERβ在大肠癌中作用的基础研究还不够完善，机制也不甚清楚。因此，逐步展开更广泛的前瞻性研究，进一步探索大肠癌相关基因与ERβ之间的复杂关系，必将为深层次了解大肠癌的发病机制奠定坚实的基础。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.18.015

A

1009-5519（2015）18-2767-03

2015-04-27）

贵州省科技厅科学技术基金资助项目（黔科合J字[2014]2185号）。

宁伟伟（1988-），男，贵州遵义人，硕士研究生，主要从事大肠肿瘤研究；E-mail：ningweiwei@163.com。

谢铭（E-mail：xieming@163.com）。