维甲酸相关孤核受体α及其激动剂SR1078的研究进展

张翼臻综述，周秀田，苏 琦审校

（南华大学肿瘤研究所，湖南衡阳421001）

维甲酸相关孤核受体α及其激动剂SR1078的研究进展

张翼臻综述，周秀田，苏 琦审校

（南华大学肿瘤研究所，湖南衡阳421001）

受体，维甲酸； 受体，胞质和核； 维甲酸相关孤核受体α； SR1078； 激动剂； 综述

在过去的一段时间，一些关于维甲酸相关孤核受体α（retinoid acid receptor related orphan receptor α，RORα）研究迅速增加。RORα在一些病理生理功能中的潜在作用机制，特别是ROR缺陷小鼠和基因表达分析的特性RORα的关键功能，为其各种生理过程的调节提供了解释。RORα进一步参与各种代谢途径的调节，使体内能量平衡。此外，RORα调节生物钟几个组件的表达，可能参与生物钟的整合和节奏下游（代谢）基因的表达模式。一些学者对ROR目标基因的研究提供了RORα控制这些过程机制的见解。另外，一些报道已经提示了RORα在一些疾病（包括骨质疏松症），尤其是一些自身免疫性疾病如哮喘、癌症、肥胖中的潜在作用证据，提供了RORα可能作为化学疗法的潜在目标干预。本文就RORα的特点、与肿瘤的关系及其激动剂SR1078的发现与研究综述如下。

1 RORα的特点

RORα基因定位在第15号染色体q22.2上，跨度相对较大，长730 kb，而且是有15个外显子组成的基因组区域[1]。RORα表现出典型的核受体结构域，由4个主要功能域组成：1个n端（a/B）域，后跟1个高度保守的DNA结合域（DBD），铰链结构域和 c端配体结合域（LBD）。a/B域是可变氨基酸末端，决定不同的ROR亚型；DBD是RORα调节基因转录的重要区域，特异靶基因RORE与其结合，由锌指模序1，2及羧基端短链（CTE）3个功能域结构变化；铰链结构域是位于DBD与LBD之间的短序列，主要作用是维持RORα结构的稳定性；最后LBD的功能是结合配体、核内定位、受体二聚化及结合辅助因子等，是一个多功能的区域，LBD一旦与特异配体结合，受体即进入激活状态，以确保生理反应的特异性和选择性[2]。因为启动子基因的选择性和基因剪切的作用，每种维ROR基因都有多种亚型[3]。4种人类RORα编码RORα1～4基因产物，而在鼠体内，目前报道只表达RORα1和RORα4，不同亚型RORα受体只在氨基酸末端不同[4]。不同亚型的RORα受体表达于不同的组织，并调节不同的目的基因和生理学过程。例如，人RORα3仅发现于睾丸组织[3，5]；鼠小脑组织既明显表达RORα1也明显表达RORα4，而鼠的其他组织一般只明显表达RORα4[5-6]。

ROR调控一系列生理过程，而且RORα在肝脏组织，骨骼肌，皮肤表面，脂肪组织，肾脏、胸腺组织和大脑组织中均有表达，特别是在小脑和丘脑。研究发现，RORα基因在小脑浦肯野细胞中高度表达，且RORα与体内其他生物活性因子协同作用，共同调节细胞的生长、分化与凋亡，对多种组织器官的发育特别是神经组织发育起关键作用[7]。RORα基因缺陷小鼠其目标RORα基因的中断，在本质上是与纯合子SG小鼠表现完全相同的，这种自然突变株带有6.4 kb的基因内插入，导致编码起始LBD的1/5外显子基因缺失和一个密码子移码引起密码子过早终止[8]。RORα基因缺陷小鼠表现出一些异常表现，包括共济失调和严重的小脑萎缩，浦肯野细胞明显减少和小脑颗粒细胞的损失。研究发现，在骨发育过程中，RORα在骨髓干细胞中表达增加，激活骨唾液蛋白酶的活性及增强成骨素基因启动子转录，诱导成骨细胞分化，促进骨组织成熟[9]。而且在RORα功能缺陷的纯合子SG小鼠中，如脾脏、胸腺发现免疫组织比正常小很多，成熟的T细胞和B淋巴细胞明显减少，细胞因子释放异常，表现为巨噬细胞释放炎性细胞因子IL-1、IL-6和TNF-α增多。但同时，IL-1、IL-6与脂多糖可诱导RORα上调，发挥抗炎作用，因此，RORα可抑制炎性反应，减轻炎性反应带来的损伤[10]。

RORα还诱导阻力血管平滑肌细胞分化，参与血管紧张度的调节。RORα通过调控三酰甘油代谢过程中靶基因的转录，对维持脂质代谢平衡、预防心血管疾病尤其是动脉粥样硬化的发生有重要作用[11]。最近的研究表明，RORα基因在小鼠视网膜发展中也扮演了重要角色，在成年小鼠视网膜神经节细胞层、内部核层、外层的锥感光细胞中RORα基因强烈表达，表明其共定位于S和M视蛋白[12]。研究已经建立了核受体功能和表达之间的联系，昼夜监督调节各种生理过程。许多核受体，包括RORα，至少在一些组织中，显示生理周期模式的表达节奏，这表明它们的表达式由生物钟控制。RORα基因在肝、肾、视网膜和肺中显示迟钝的昼夜节律振荡表达。昼夜节律是日常行为和生理变化周期受内源性生物钟调控，生物钟几乎影响所有的生理功能和行为。因此，昼夜节律异常涉及越来越多的疾病，包括睡眠和情绪障碍、糖尿病、肥胖症和癌症[13]。

2 RORα与肿瘤

微阵列分析肿瘤细胞系和原发性癌标本发现，RORα mRNA在许多类型的癌症，包括乳腺癌、肺癌、和结肠癌中水平下调[14]。因为RORα基因定位在一个常见的、脆弱的位点，在癌症中经常被删除或失去活性，暗示这些癌症细胞是由基因组不稳定性引起的。上述分析说明，RORα的表达减少或活性丧失与肿瘤的形成呈正相关，表明RORα低表达可能是肿瘤的潜在发生机制。RORα一直被视为一个本构激活核受体，但由许多通路参与翻译后的监管活动。例如，RORα可通过细胞外激酶磷酸化和神经元蛋白激酶（PKC）和海拉细胞信号监督，PKC-依赖磷酸化抑制RORα的转录活动。新近的一项研究揭示了修饰后的RORα在结肠癌发展中的角色，研究发现Wnt5a/PKCa诱发RORα磷酸化丝氨酸残基。磷酸化的RORα变弱Wnt信号通路抑制Wnt/β-catenin目标基因的转录。而且研究结果表明，删除RORα的DNA结合域大幅减少RORα的抑制活动，因此，可以推论RORα可通过抑制β-catenin信号转导途径来影响肿瘤的发生、发展[15-16]。研究进一步证实，RORα可调节某些肿瘤相关基因如nm23、N-myc等的表达[11]。RORα在乳腺癌组织与细胞中表达下调，RORα与信号素（semaphorin 3F，SEMA3F）的mRNA水平减少和不良预后有关。恢复RORα表达可降低乳腺癌细胞的侵袭能力和抑制裸鼠移植瘤生长，伴随SEMA3F表达增加。而灭活非恶性乳腺上皮细胞RORα可抑制SEMA3F转录与损伤腺泡的形态形成，并且RORα可直接调控SEMA3F转录[17]。表明RORα可能是潜在的肿瘤抑制因子和治疗靶点。

3 SR1078的发现与研究

RORα激动剂SR1078是一个细胞渗透性的二芳基酰胺化合物，其分子式是C17H10F9NO2，源自T0901317（肝脏X受体激动剂）[18]。在以RORα抑制剂T0901317作为最初的支架研究中，一系列化合物评估其对RORα、RORγ、法尼酯衍生物 X受体（FXR）、肝脏 X受体 α（LXRα）和LXRβ的活性作用[19]，结果显示，酰胺类复合物SR1078表现出唯一的药理学作用，提示了SR1078潜在的可作为化学探测器并用于评估ROR的功能。这一化合物首先被确立为是RORα的激动剂是由于其显著提高了RORα和RORγ的转录活性，但是对FXR、LXRα和LXRβ的活性无作用，这些数据阐明找到了一种特异性的RORα和RORγ激动剂，而对LXR/FXR却无影响[20]。

为进一步验证SR1078的活性。用完整长度的RORα或RORγ基因转入细胞，从目的基因表达情况判断是否转入细胞。葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-P）和纤维原细胞生长因子21（FGF21）被证实是ROR的目的基因，而且这2种基因是RORα特异反应元件[21]。在共转染实验中用SR1078处理细胞，使目的基因转录水平显著上升。但当G-6-P和FGF21的启动子RORE发生突变，ROR介导的效果会失效。SR1078代表了一种合成复合物配体，其具有ROR兴奋剂的功能。在共转染试验中，SR1078激活了RORα的目的基因启动子在RORE的依赖模式，刺激了ROR目的基因的表达，值得注意的是，这复合物刺激受体反应的水平超过了正常情况下观察到的受体反应活性，这说明SR1078是RORα的激动剂[21]。

为在生理水平上确认SR1078确实是RORa的激动剂，相关研究测试了SR1078的活性，观察了其目的基因的表达。在内源性表达RORα和RORγ的细胞系中用SR1078处理24 h后评估G-6-P和FGF21基因的表达，SR1078处理FGF21mRNA呈3倍显著增加，G-6-PmRNA也呈2倍显著增加，这数据支持共转染实验的结果，证明了SR1078具有ROR激动剂的功能[21]。对小鼠SR1078药物代谢动力学性质测试，发现体内显著暴露的现象，以10 mg/kg的剂量腹腔注射1 h后，血浆浓度达3.6 μmol/L。即使8 h后，血浆浓度仍保持在800nmol/L以上的水平[21]。以上的实验数据足够充分地证明了SR1078的药物代谢动力学性质。因此，允许SR1078被用于体内和正如研究者期待的那样成为RORα的激动剂。把这种药物作用于小鼠使肝脏的RORα目的基因表达增加，这个概念的验证研究表明，额外的实验对检查这种化合物在体内的药理是必要的[21]。

大约50%的人类癌症p53基因突变，但在剩下一半的癌症中，激活p53功能被认为是一个有价值的战略发展抗癌疗法。肿瘤抑制蛋白P53在细胞关键过程中扮演着重要的角色，包括DNA修复、细胞周期和凋亡。试验表明，P53蛋白通过调控肿瘤细胞的某些操纵基因而阻止肿瘤细胞的生长和增殖，最后引起肿瘤细胞的凋亡[22]。当P53蛋白存在时，主要是抑制TATA结合蛋白结合至肿瘤细胞中癌基因的启动子区域，使癌基因的表达受到抑制，最终控制肿瘤细胞的持续生长。研究显示，小分子复合物RORα激动剂SR1078能激活p53基因，增加P53蛋白的稳定表达并增强p53基因的功能，同时也发现SR1078同样也使p53基因的目的基因p21、PUMA等表达显著增强，沉默p53基因抑制了SR1078增强p53基因的目的基因表达的能力[22]。因此SR1078被视为一个新颖抗癌疗法的发展目标。

4 展 望

RORα是一种多功能的核受体，调节着体内各种生理功能，调节人体各系统的发育，影响各细胞的生长、分化及凋亡等。因为核受体超家族显示了保守的区域结构和高度保守的DNA结合域和配体结合域，这个家族受体包括类固醇激素受体、甲状腺激素受体、胆汁酸受体和低密度脂蛋白受体[20]，虽然在这48个核内受体中很多被发现作为激活转录因子的配体，但很多其他的受体却发现没有配体。虽然RORs的一些重要的自然配体还不清楚，但是一些合成的复合物配体调节其受体的有用性是显而易见的，而且研究发现在多种肿瘤中RORα是呈低表达的，因此推测其对多肿瘤的发生、发展具有调节作用。因此，将来随着对RORα靶基因研究的深入和对RORα激动剂SR1078的进一步验证，SR1078将可能因此成为抑制多种生理功能紊乱的有效药物，而且将成为一种新颖的肿瘤治疗药物。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.19.019

A

1009-5519（2015）19-2942-04

2015-05-13）

张翼臻（1986-），女，江西赣州人，硕士研究生，主要从事胃癌的发生与防治的分子机制研究；E-mail：583634376@qq.com。