孕激素受体膜组分1在乳腺癌发生机制中作用的研究进展

【摘要】乳腺癌是导致女性死亡的主要癌症之一，但目前为止关于乳腺癌的发生机制尚未完全明确。唯一一项全球大型安慰剂对照研究，妇女健康启动项目(Women’s Health Initiative，WHI)指出，雌孕激素联合治疗组乳腺癌风险增高，单一雌激素治疗组妇女的乳腺癌风险没有增加，反而有降低，说明在激素补充治疗(hormone replacement therapy，HRT)治疗中孕激素对乳腺癌风险具有负面影响。针对此结论开展了很多体外研究，发现雌孕激素联合治疗可以明显促进孕激素受体膜组分1(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)表达阳性的乳腺癌细胞的增生。针对此结论，北美绝经学会官方科学杂志Menopause对此给予特别的编者按:“WHI研究中雌孕激素联合治疗组妇女乳腺癌风险增加是否可以用PGRMC1的作用来解释? PGRMC1是否可以作为一个乳腺癌风险潜在的标志物? PGRMC1高表达者是否可确定为乳腺癌易感者?”本文将就此方面的研究进行综述。

［doi: 10．3969/j．issn．1006-7795．2015．04．013］　　·更年期与妇科生殖内分泌·

基金项目:国家自然科学基金(81172518)，北京市科技新星交叉合作项目(Z14111000180000)，北京市卫生系统高层次卫生技术人才培养计划项目(2014-2-016)，首都医科大学附属北京妇产医院学科带头人项目(2013-1)。This study was supported by National Natural Science Foundation(81172518); Beijing Nova Program(Z14111000180000); Beijing Municipality Health Technology High-level Talent(2014-2-016); Project of Discipline Leader，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University(2013-1)．* Corresponding author，E-mail: ruanxiangyan@ 163．com

网络出版时间: 2015－07－16 22∶43网络出版地址: http:∥www．cnki．net/kcms/detail/11．3662．r．20150716．2243．014．html

Progress in research on possible role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in the mechanism of breast cancer development

Zhang Ying 1，Ruan Xiangyan 1，2*，Alfred O．Mueck 1，2

(1．Department of Gynecological Endocrinology，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University，Beijing 100026，China; 2．Department of Endocrinology and Menopause，University Women’s Hospital of Tuebingen，Tuebingen D-72076，Germany)

【Abstract】Breast cancer is one of the most common leading cause of cancers death in women world-wide．But the mechanism of breast cancer development is still unclear．The only placebo-controlled study，the Women’s Health Initiative(WHI)demonstrated that breast cancer risk mainly is dependent on the progestogen component since only in the combined estrogen/progestogen arm，but not in the estrogen-only arm this risk was seen to increase the risk．According to this finding，our previous investigation point towards an important role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in hormone related breast cancer risk．This finding got great attention from the related field in the world．An editorial published in the journal Menopause raised the following questions:“Can the increase in breast cancer observed in the estrogen plus progestin arm of the Women’s Health Initiative trial be explained by progesterone receptor membrane component 1? Can the PGRMC1 become to be a potential marker in the future? Will the women with high expression of PGRMC1 be breast cancer susceptible people?”We will review the results of related researches．

【Key words】progesterone receptor membrane component 1; breast cancer; estrogen receptor; progestogen receptor

目前，在全球女性群体中，乳腺癌已经成为最常见的浸润性癌症之一，特别是在工业国家。乳腺癌目前在全球女性中为发病率最高的癌症，居于其后的为肺癌、结肠癌、胃癌以及肝癌 ［1］。关于乳腺癌的发病原因，近几十年来人们一直在不断探索，许多著名大型研究，例如妇女健康倡议(Women’s Health Initiative，WHI)以及百万妇女研究(Million Women Study)中指出绝经后女性乳腺癌发生风险增加与孕激素补充治疗有关 ［2-3］。应用激素治疗的女性与其他女性相比，可能部分女性对激素更加敏感，也就是罹患乳腺癌的可能性本身就高。人们曾经试图应用雌激素和/或孕激素受体来解释这个问题，但是却得到了相互矛盾的结论 ［4］。孕激素通过传统的细胞内受体孕激素受体(progesterone receptor，PR)包括PR-A以及PR-B发挥一定作用，但是在之前的体外细胞试验中，试验结果证明它通常起到抑制细胞增生的作用 ［5-7］。

最近十几年，人们发现了一些新的孕激素受体膜组分(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)，并发现PGRMC1在一些乳腺癌中高表达，并且当其表达发生改变时，会导致肿瘤对于化学治疗的反应性发生改变 ［8］。本课题组之前的研究 ［9］也表明PGRMC1与激素相关乳腺癌之间存在一定联系。针对此研究结果，北美绝经协会官方科学杂志Menopause一期特别编者按指出:“WHI研究中雌孕激素联合治疗组妇女乳腺癌风险增加是否可以用PGRMC1的作用来解释? PGRMC1是否可以作为一个乳腺癌风险标志物? PGRMC1高表达者是否可确定为乳腺癌易感者?”本课题组曾针对过去关于PGRMC1的研究结论做了综述 ［10］，本文中将针对新近发现的相关研究结论进行进一步综述。

1　PGRMC1　的生物学特点

PGRMC1是近几年新发现的特殊受体，它最初是从干细胞内质网中克隆得到的 ［11］。它是一个22 000 ～26 000的小蛋白，有一个短的胞外结构域，一个跨膜域和胞质域，属于广泛存在于真核生物中的膜相关的孕激素受体蛋白(membrane-associated progesterone receptor protein，MAPR)家族。PGRMC1含有一些相互作用结构域以及磷酸化作用位点，并且这些磷酸化作用位点与它所处的细胞位置有关。目前关于PGRMC1功能研究 ［12-13］指出，其具有血红素结合域，并参与到细胞色素P450调控的抗氧化过程中来。研究 ［14］认为，当其表达发生改变时，可导致肿瘤对化学治疗产生抵抗。

2　PGRMC1　在乳腺正常组织及乳腺癌组织中的表达

乳腺癌组织中可以发现PGRMC1的阳性表达率较高(61．7%)，表达主要在癌细胞胞质内，而正常乳腺组织表达为阴性 ［15］。Crudden及同事 ［16］的研究中也指出PGRMC1在乳腺癌细胞中表达量增加。Ji等 ［17］的研究表明PGRMC1在正常乳腺腺体中并不存在，但是在乳腺癌组织当中，根据免疫组织化学检测的结果，其表达强度从弱至强不等。此外，在既往的一个研究 ［14］中指出，60例乳腺癌组织中不仅有PGRMC1高表达，同时PGRMC1的表达与患者淋巴结转移、肿瘤大小、TNM分级、总体生存率、无瘤生存率之间相关，但是与患者年龄和肿瘤分级无关。从这方面看，PGRMC1可能成为乳腺癌患者的独立预后因子。Neubauer等 ［18］和Causey等 ［19］的研究中关于PGRMC1与乳腺癌患者预后方面也指出，PGRMC1与组织缺氧有关，这与患者预后不良存在一定关系。此外，PGRMC1的阳性表达还会影响到细胞对于化学治疗药物的反应情况，一些推测认为PGRMC1蛋白受体可以通过多种胞内细胞信号处理过程，影响细胞对化学治疗的反应性，通过调节配体依赖性的凋亡过程，PGRMC1可以提高肿瘤存活率，另一些研究推测PGRMC1蛋白受体可以通过多种细胞内信号通路以

及血红素结合蛋白发挥作用 ［20-21］。

3　不同类型激素作用下，PGRMC1　表达与乳腺癌细胞的增生情况

不同浓度雌激素对PGRMC1阳性乳腺癌细胞促进增生作用不同。Neubauer等 ［22］应用不同浓度的雌激素作用于乳腺癌细胞，添加一定浓度雌激素后可以使WT-12乳腺癌细胞增生明显。雌激素对于乳腺癌细胞的增生作用是浓度依赖性的，增生作用最强的浓度为10～10 mol/L，这与经皮或者口服雌二醇制剂后的活体血清浓度相当。同时还发现在表达低水平PGRMC1的MCF-7细胞中，这种促进增生作用更加明显，为不表达PGRMC1的WT-12细胞作用效果的2倍。

不同孕激素对PGRMC1阳性乳腺癌细胞促进增生作用不同。正如前面所介绍的那样，根据不同来源孕激素可以分为多种，有一些衍生于雄激素(19-去甲睾酮来源)，具有雄激素活性，还有一些孕激素衍生于天然孕酮，当不同孕激素作用于乳腺癌细胞MCF-7，雄激素来源的炔诺酮当其浓度为6～10 mol/L，有促进细胞增生作用，且促增生作用与PGRMC1是否阳性表达无关。醋酸甲羟孕酮则通过PGRMC1发挥促进细胞增生作用。屈螺酮在较低浓度时可以发挥促进细胞增生作用。地诺孕素也有促进阳性表达PGRMC1的乳腺癌细胞增生的作用 ［23］。天然黄体酮及其他孕酮来源的衍生物例如醋酸氯地孕酮、氯地孕酮没有明显的促进增生作用 ［24］。

当雌孕激素联合作用于PGRMC1阳性乳腺癌细胞，促进增生作用更加明显。孕激素与雌激素联合应用于高表达PGRMC1的WT-12乳腺癌细胞，单用雌激素浓度较高时(10～10 mol/L)可观察到促进增生作用，当添加了孕激素时，即使雌激素浓度较低，仍能观察到细胞增生明显，并且实验中还发现序贯周期应用方案与连续联合应用方案比较，后者细胞增生率更高。总之，与未转染PGRMC1的野生型MCF-7细胞相比，高表达PGRMC1的MCF-7乳腺癌细胞对雌孕激素更敏感，二者联合应用时增生效果显著，特别是应用了炔诺酮时 ［25］。相比之下，醋酸诺美孕酮和黄体酮作用中性，即无影响 ［26］。一项临床试验 ［27］也与此试验室结果类似，即应用醋酸炔诺酮治疗5年后，女性乳腺癌发生风险增加(OR 2．03，95%CI 1．49～1．79)。

4　乳腺癌中，PGRMC1　表达与激素受体之间的关系

本课题组的试验中发现PGRMC1阳性组与阴性组相比，乳腺癌PR的表达率没有明显差异，再分析PR与PGRMC1阳性表达强度之间的关系时，也没有发现二者之间存在明显的正相关或者负相关关系(OR 1．15，95% CI 0．88～1．52，P = 0．310)。有研究 ［28-29］表明，缺乏传统孕激素受体的小鼠体内，却可以高表达PGRMC1，PGRMC1信号通路可促进乳腺癌细胞增生，且不需要通过孕激素受体作用。正如之前研究 ［25］所发现的那样，孕激素并不是通过PR发挥着促进乳腺癌细胞增生的作用，相反PR可以发挥抑制细胞增生的作用，部分孕激素是通过PGRMC1发挥着促增生作用。由于PR与PGRMC1之间的表达没有相关性，所以临床上测定的PR表达状态不能反映出PGRMC1可能表达状态，在乳腺癌发生过程中，可能PGRMC1与PR之间并不存在交互作用。

Neubauer等 ［30］曾在研究中发现PGRMC1在雌激素受体α(estrogen receptor α，ERα)阴性的肿瘤组织中表达升高。但是在激素治疗过程中应用雌激素却抑制了PGRMC1的表达。正如前面介绍的那样，之后的研究中，Neubauer等 ［22］应用不同浓度的雌激素作用于乳腺癌细胞，结果发现添加一定浓度雌激素后可以使WT-12乳腺癌细胞增生明显，增生作用是浓度依赖性的。低水平阳性表达PGRMC1的MCF-7细胞中，这种促进增生作用更加明显。当添加了雌激素受体阻滞剂氟维司群后，雌激素对于乳腺癌细胞的促增生作用受到抑制，说明细胞内雌激素受体在这个促增生过程中发挥着作用。此外，由于雌激素作用下，PGRMC1阳性MCF-7细胞增生情况是PGRMC1阴性WT-12细胞的2倍，因此在这个过程中，推测PGRMC1与ERα之间也可能存在一定的交互作用。

有趣的是，在后面实验中，当未应用雌激素而选择单用醋酸甲羟孕酮(medroxyprogesterone acetate，MPA)时，添加了雌激素阻滞剂Ful仍可以阻滞孕激素促细胞增生作用。正如前期研究结果 ［26］显示，MPA可以通过PGRMC1促进乳腺癌细胞增生，当未添加雌激素，单用MPA的前提下，应用雌激素受体阻断剂，PGRMC1阳性乳腺癌细胞增生受到抑制，说明雌激素受体阻断剂可以对孕激素MPA作用下，PGRMC1阳性乳腺癌细胞的增生过程造成干扰，提示ERα与PGRMC1之间存在一定的交互作用。

5　雌孕激素作用下由PGRMC1　介导的扩增作用的可能机制

在乳腺癌细胞增生过程中，除了激素的作用外，激素受体可能还与部分生长因子交互作用，发挥促进乳腺癌细胞增生的作用 ［31-33］。有研究 ［34］中除了应用雌孕激素外，又添加了生长因子，在PGRMC1受体阳性的乳腺癌细胞中，这些生长因子可能与类固醇受体之间有着“cross-talk”的作用，对于雌激素受体阴性的乳腺癌，这些生长因子发挥着促增长作用，例如表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)、胰岛素样生长因子I和II(insulin-like growth factor I and II)、纤维母细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGFs)、转化生长因子α(transforming growth factor-α，TGF-α)以及血小板源生长因子(platelet-derived growth factors，PDGFs)。

孕激素由PGRMC1介导的细胞扩增作用的机制和可能参与肿瘤生成的机制，目前仍不清楚。既往研究 ［35］表明，PGRMC1参与调节蛋白激酶相关的信号: PGRMC1增加Akt的活化和IkB的磷酸化，从而激活核因子κB。磷酸肌醇依赖性激酶1(phosphoinositidedependent kinase 1，PDK1)蛋白激酶可以使Akt发生磷酸化，在PGRMC1上有一个PDK1结合区域 ［36］。然而，由PGRMC1介导的Akt活化机制尚不清楚。PGRMC1可能作为一个蛋白适配器，包含几个结合蛋白(如PDK1)的潜在的结合位点，如可以激活Akt，和一个非膜渗透性的孕激素结合位点，引起钙离子内流和随后的磷脂酰肌醇-3激酶介导的PKC和Erk1/2磷酸化 ［37］。PGRMC1的Erk2的酪氨酸T177已被证明在体内被磷酸化 ［38］。

从目前的研究来看，在乳腺癌发生过程中，PGRMC1还很有可能是通过ERa发挥作用的。

6　结论

PGRMC1是近年发现的新型膜激素受体，它与肿瘤增生、迁移密切相关，在以往研究的基础上，PGRMC1的表达情况同样影响到肿瘤细胞对药物治疗的敏感性。之前对表达PGRMC1的乳腺癌细胞与不表达PGRMC1的乳腺癌细胞比较分析得出结论，某些合成孕激素对表达PGRMC1的人乳腺癌细胞有促增生作用，孕激素对乳腺癌细胞的影响依赖于各种不同合成孕激素特异的药理学。同时孕激素作用下，PGRMC1的促进乳腺癌细胞增生作用，很有可能通过ERα发挥作用，因此，通过检测女性乳腺或者体内PGRMC1是否过表达，进一步在未来将其发展成为常规筛查项目，这可以帮助临床医师决定妇女是否可以应用激素，或者应当使用哪种类型的孕激素。

为了更好地探讨乳腺癌的药物治疗有效性，将来关于PGRMC1促进乳腺癌细胞增生的具体机制，及其在成为乳腺癌血清学标志物方面的作用，需要进行更进一步的研究。