雄激素受体在激素依赖性肿瘤中的研究进展

邱美婷(综述)，万小平(审校)

(1.中国福利会国际和平妇幼保健院妇产科，上海 200030； 2.上海交通大学附属第一人民医院妇产科，上海 201620)



雄激素受体在激素依赖性肿瘤中的研究进展

邱美婷1△(综述)，万小平2※(审校)

(1.中国福利会国际和平妇幼保健院妇产科，上海 200030； 2.上海交通大学附属第一人民医院妇产科，上海 201620)

摘要：雄激素受体(AR)是类固醇激素受体家族成员，属于受配体激活的细胞内转录因子。AR在激素依赖性肿瘤中发挥重要作用。近年来对AR的研究发现，其既可以在胞质中调控信号通路，也可以在胞核内直接调控相关靶基因，从而参与肿瘤增殖、侵袭、细胞周期改变等过程。目前只有少数AR相关性药物应用于部分激素依赖性肿瘤，总结及深入研究AR作用机制能进一步推进AR靶向治疗在激素依赖性肿瘤中的应用。

关键词:雄激素受体；激素依赖性肿瘤；前列腺癌；乳腺癌；子宫内膜癌

雄激素受体(androgen receptor， AR)是一种配体依赖性的反式转录调节蛋白。雄激素只有通过与AR作用才能发挥其各种生理效应，故AR参与雄激素的各种生理调节功能。AR能调控各种靶基因的转录，在多种肿瘤中异常表达，AR尤其在激素依赖性肿瘤的发生、发展中起重要作用，研究有效针对AR的靶向治疗是激素依赖性肿瘤治疗研究领域的热门方向。现对国内外有关AR在激素依赖性肿瘤中的研究进展进行综述。

1AR的生物学特性

1.1结构特点AR是类固醇激素受体家族成员，属于受配体激活的细胞内转录因子，其编码基因位于X染色体的q11~12区，其编码一条相对分子质量约为110 000的蛋白，由910个氨基酸组成。整个分子包含4个不同功能区：①位于N端的转录激活区,该区域包含两种多聚体(多聚谷氨酸及多聚脯氨酸)，多聚氨基酸结构被认为在转录激活方面起重要作用；②位于C端的配体结合区；③具有胞核定位信号的铰链区；④DNA结合区。而DNA结合区又分为2个亚区,每个亚区含有4个高度保守的半胱氨酸残基与1个锌指结构,该区与孕激素受体及糖皮质激素受体的同源性达80%以上[1]。

1.2活化机制AR在未激活状态下，与热激蛋白(如热激蛋白90、热激蛋白70或热激蛋白56)结合，当循环中的雄激素(睾酮、双氢睾酮等)与AR的C端配体结合区结合后，通过构象变化，热激蛋白解离。随后AR形成二聚体，当其酪氨酸激酶发生磷酸化后，AR进入细胞核。在细胞核内，AR的DNA结合区与位于AR靶基因的启动子区或增强子区中的雄激素反应元件结合，从而直接调控靶基因的转录。除了直接调节靶基因，AR还可以在细胞质内直接与细胞通路(如Src、Akt)相关蛋白反应，通过细胞通路调节细胞增殖、侵袭、血管新生等细胞功能[2]。

2AR在激素依赖性肿瘤中的作用

2.1AR在前列腺癌中的作用前列腺癌的发生、发展主要依赖于雄激素-AR信号通路，实际上雄激素去势治疗对大多数前列腺癌患者有明显疗效。然而对一部分患者，这种治疗只有在治疗阶段的初期产生明显的肿瘤抑制作用，随后转变成的雄激素去势耐受性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer，CRPC)使肿瘤对这种治疗方法产生耐受。在CRPC中，虽然雄激素水平低，但其受体AR却异常激活，故了解AR在CRPC中的作用机制对改善CRPC患者预后可能有一定帮助。AR通过多种途径影响CRPC的发生发展。Taylor等[3]发现高达60%转移性CRPC患者中AR出现基因扩增或基因过表达。另外基因突变在CRPC中也有重要作用。在CRPC患者中最常见的点突变位于AR 配体结合区密码子670~678、701~730及874~910中[4]。Tomlins等[5]发现在绝大多数前列腺癌中TMPRSS2基因与E26 transformation-specific(ETS)转录因子家族成员v-ets avian erythroblastosis virus E26 oncogene homolog(ERG)基因出现融合。这种染色质重排可能就是AR所导致的，Mani等[6]发现AR与染色质结合使得TMPRSS2和ERG之间的染色质接近，从而促成基因融合。此外，辅助调节因子通过介导染色质重构及组蛋白修饰，在AR结合至染色质促进靶基因转录这一过程中起调控作用。与正常前列腺相比，前列腺癌中多种辅助调节因子异常表达，目前不同研究者在以下几种辅助因子的研究中得到的研究结果较为统一：①异常升高,如SRC1、AIB1和ARA2;②异常降低，如TIP60、GSN、PIAS1和ARA5,提示这些辅助调节因子可能影响AR与靶基因结合并影响前列腺癌发生发展[7]。除了AR基因扩增、突变及辅助调节因子改变外，肿瘤微环境在AR作用于CRPC过程中也起到举足轻重的作用。前列腺癌间质细胞与上皮细胞之间的旁分泌或自分泌作用与前列腺癌发生发展有关，虽然具体是哪些因子影响了间质细胞及上皮细胞之间的这种交流还不明确，不过一系列旁分泌或自分泌因子(包括：表皮生长因子、纤维母细胞生长因子、胰岛素样生长因子1、转化生长因子β)可能在其中起调控作用[1]。除此以外，Takahashi等[8]还发现非经典Wnt通路作为一种涉及自分泌及旁分泌的信号通路介导了前列腺癌肿瘤生长。

2.2AR在乳腺癌中的作用乳腺癌和AR的关系目前研究较多。在乳腺癌组织中，AR表达水平与雌激素受体α(estrogen receptor α，ERα)及孕激素受体表达水平呈正相关，且在低级别、低分化乳腺癌中高表达[9]。在AR具体作用机制的研究方面，研究者发现AR在不同类别乳腺癌中所起作用有所不同，尤其与ERα是否表达有关。一方面，研究显示在ERα阳性乳腺癌中AR起肿瘤抑制的作用，Niemeier等[10]发现在95% ERα阳性乳腺癌中AR阳性；Cops等[11]发现雄激素可以通过AR通路抑制T-47D乳腺癌细胞(ERα阳性)增殖。Szelei等[12]发现在过表达AR的Michigan Cancer Foundation-7(MCF-7)细胞系(ERα阳性)中雄激素能抑制细胞增殖、促进细胞周期停滞及干扰ERα介导的转录。Panet-Raymond等[13]发现AR通过直接与ERα结合来抑制ERα介导的转录从而起到抑癌的作用。随着Chip-seq技术的进展，研究者认为AR通过与ERα竞争性结合染色质上雌激素反应元件，从而拮抗了ERα信号通路[9]。此外，Lanzino等[14]发现AR通过直接结合至细胞周期蛋白D1(cyclin D1)启动子区并在DAX1基因的共同参与下使cyclin D1表达下调，从而达到抗增殖的作用。另一方面，研究显示在ERα阴性乳腺癌中AR起肿瘤促进的作用，Hall等[15]发现AR信号通路促进MDA-MB-453 乳腺癌细胞系(ERα阴性)增殖。Robinson等[16]发现在MDA-MB-453细胞中，AR发挥类似ER的作用，通过叉头盒A1(Forkhead Box A1, FOXA1)起到促癌作用。Ni等[17]发现AR-Wnt-FOXA1-HER2信号通路促进ER阴性/HER2阳性乳腺癌细胞增殖。Chia等[18]在之前研究基础上发现AR-HER2-ERK-CREB1-AR 形成的环路在ER阴性乳腺癌中起促癌作用。虽然在绝大多数研究中，AR在ER阴性乳腺癌细胞株中起促进细胞增殖的作用，但Wang等[19]在MDA-MB-453细胞中发现AR可以通过直接上调抑癌基因PTEN来抑制细胞增殖及细胞的存活。因此，在ER阴性乳腺癌中AR信号通路在细胞增殖方面的作用可能有双重性，这可能与不同的实验条件有关。

2.3AR在子宫内膜癌中的作用关于AR在子宫内膜癌中作用的研究，目前大多集中在AR基因的改变上。在人类AR基因第一外显子编码区存在着多态性微卫星序列即重复的胞嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤序列[cytosine-adenine-guanin repeats,(CAG)n]。(CAG)n重复数的长度与AR表达和转录活性有关。随着(CAG)n重复序列的延长，AR转录功能下降。多名研究者已发现与正常子宫内膜相比，在子宫内膜癌患者中功能性AR (CAG)n重复数增多[20-21],但Yang等[22]将497例子宫内膜癌患者以及作为对照组的1024例乳腺癌患者利用相同的方法进行检测，发现子宫内膜癌患者AR (CAG)n的重复长度与对照组之间差异无统计学意义。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是指基因组DNA 中某一特定核苷酸位置上发生了转换、颠换、缺失或插入等变化。McGrath等[21]在2005年发现AR SNP与子宫内膜癌之间没有明显关系。但是随着病例数的增加及研究技术的提高，Yang等[22]在2009年发现AR SNP rs6152,rs1204038及rs1337082与子宫内膜癌患病风险相关，而其中AR SNP rs6152与子宫内膜癌相关性最显著(P=0.02)。2010年Yang等[23]又发现，AR SNP 的新位点(rs12011793)与子宫内膜癌高度相关。除了AR基因变化，其他关于AR在子宫内膜癌中的研究进展包括Chen等[24]发现AR可以增加CD133的表达水平，从而介导了子宫内膜癌细胞对顺铂类化疗药物的耐药性。在信号通路调控方面，Sahlin等[25]通过在兔子子宫模型中检测胰岛素样生长因子1 信使RNA水平的方法，发现睾酮和双氢睾酮能提高兔子子宫中胰岛素样生长因子1 信使RNA水平，从而提示在子宫中AR在与雄激素结合后可能促进胰岛素样生长因子1通路的表达水平，该可能性需要进一步的研究来支持。

2.4AR在其他激素依赖性肿瘤中的作用Giwercman等[26]发现虽然在睾丸生殖细胞肿瘤患者中AR的(CAG)n长度与健康男性差异无统计学意义，但是将睾丸生殖细胞肿瘤按不同病理类型进行细分后，研究者发现单纯精原细胞瘤与混合瘤患者中(CAG)n长度显著低于非精原细胞瘤患者及健康男性，提示AR(CAG)n在睾丸生殖细胞肿瘤不同亚型的发生、发展中起一定作用。Ligr等[27]发现p44可以作为AR的共激活因子在雄激素存在的情况下促进卵巢癌细胞的增殖及侵袭。

3AR相关性药物在激素依赖性肿瘤治疗方面的应用

比卡鲁胺可竞争性与AR结合，使AR转录失活并能增加AR降解，是一种有效的AR拮抗剂。CYP17A1是肾上腺及性腺糖皮质激素合成的重要酶，醋酸阿比特龙是CYP17A1的特异性且不可逆的抑制剂，起到降低雄激素及雌激素的作用。恩杂鲁胺也是一种AR拮抗剂，其对AR的亲和力比起比卡鲁胺更高，另外恩杂鲁胺还能阻断AR核定位；抑制共激活因子招募及阻碍AR与DNA结合。目前这3种AR拮抗剂已经被美国食品药物管理局批准用于前列腺癌的治疗中。而在乳腺癌中，比卡鲁胺和醋酸阿比特龙用于乳腺癌患者治疗的研究已经处于临床试验Ⅱ期，恩杂鲁胺则处于临床试验Ⅰ期阶段[2]。由此可见靶向AR的药物可能在不久的将来也会被有效运用于乳腺癌的临床治疗中。

4展望

近年来AR与肿瘤的研究取得了重大进展，尤其是在引入Chip-seq技术和adaptive rank-truncated product(ARTP)研究技术之后，此领域的发展更快。AR在组织中广泛表达，并参与了众多重要的细胞功能及信号通路的调控。目前为止，在多种肿瘤尤其是在激素依赖性肿瘤中均发现AR的异常表达，并且这种异常表达可促进肿瘤的发生和发展。目前仍有许多亟待解决的问题,如进一步发掘AR作用的信号转导通路；完善AR在肿瘤中的突变位点谱，用于未来的基因水平诊断；探索AR与其他激素受体之间的关系，用于未来可能的雄激素与多种激素的联合治疗等。但是目前关于AR的基础机制研究大多集中在前列腺癌及乳腺癌上，其在其他激素依赖性肿瘤中的作用机制研究甚少且缺乏系统性研究，制约了AR在临床运用上的进展。继续AR在激素依赖性肿瘤中的研究将为攻克相关疾病作出贡献。

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Research Progress of Androgen Receptor in Hormone-dependent TumorsQIUMei-ting1,WANXiao-ping2.(1.DepartmentofGynecologyandObstetrics,InternationalPeaceMaternityandChildHealthHospital,ChinaWelfareInstitute,Shanghai200030,China; 2.DepartmentofGynecologyandObstetrics,ShanghaiFirstPeople′sHospital,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai201620,China)

Abstract:Androgen receptor(AR),a member of the family of steroid hormone receptors,is a cellular transcriptional factor activated by ligands.AR plays an important role in hormone-dependent tumors.In recent years,the researches have found that AR is involved in tumor progression such as cell proliferation,invasion,cell cycle by influencing signaling pathways in cytoplasm or by regulating its target genes in nucleus.Nowadays, only a few drugs related to AR are used in part of hormone-related tumors.Summarizing and deeply investigating AR function mechanisms are helpful to improve the application of the AR targeting therapy.

Key words:Androgen receptor; Hormone-dependent tumor; Prostate cancer; Breast cancer; Endometrial cancer

收稿日期：2014-02-17修回日期：2014-12-08编辑：相丹峰

基金项目：国家自然科学基金 (81272885；81172476)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.003

中图分类号:R73

文献标志码：A

文章编号：1006-2084(2015)09-1543-03