新型雌激素受体-a36与乳腺癌耐药关系的研究进展

方香玉，罗仲秋，曾佑琴，罗萍，冷平

(成都中医药大学医学技术学院，成都611137)

乳腺癌是目前女性最常见恶性肿瘤，其发病率和病死率均居女性恶性肿瘤首位[1]，已严重影响到全球妇女的健康与生命安危。雌激素是一类甾体激素，组织分布广泛，其中乳腺是其最重要的靶器官，其生长发育均受到雌激素调控。研究显示,雌激素水平持续过高或长期使用雌激素替代治疗会增加乳腺癌发病率[2，3]，提示乳腺癌的发生与雌激素水平相关。雌激素的生理效应主要体现在通过雌激素受体(ER)激活或抑制下游靶基因转录，传递细胞增殖、分化和凋亡信号。ER主要包括ERa和ERβ两大类，均属于雌激素核受体超家族成员。ERa编码基因ESR1位于人染色体6q24上，存在ER-a66、ER-a46和ER-a36三种剪切异构体。传统研究认为，ERa特指ER-a66，且目前针对ER-a66的研究最深入。多数研究认为，ERa阳性乳腺癌患者对内分泌药物更敏感，预后更好。与ERa-66相比,ERa-46缺少转录活化结构域AF-1,其功能目前尚不清楚,可能介导雌激素的膜信号通路[4]。ERβ是在1996年发现的一种ER亚型，其编码基因ESR2位于人染色体14q22-24上，存在多种剪接变异体,生理作用各不相同。大量研究证实,ERβ低表达会促进乳腺癌增殖,介导转移、抑制凋亡，ERβ已成为继ERa之后的研究热点[5]。而ER-a36是新发现的一种剪切异构体，与传统的ER-a66相比，存在较大不同，普遍认为ER-a36与乳腺癌的发生发展、侵袭转移、药物抵抗等相关。

1 ER-a36的结构与生物学效应

ER-a36作为ER-a66的剪切异构体，在结构上存在共性也存在一定差异。ER-a66编码基因ESR1位于人染色体6q24上，包含7个内含子和8个外显子，从N端到C端依次划分为A～F六个功能区，N端的A/B区、C端的E/F区分别构成转录活化结构域AF-1和AF-2，负责配体以及非配体依赖的转录活化功能。C区为DNA结合域，可结合特定的DNA序列。D区为铰链区,用于稳定ER的空间构象。与ER-a66相比，ER-a36启动子位于ER-a66基因的第1个内含子中，缺少转录活化结构域AF-1和AF-2，不具备转录活化能力，但其仍保留了结合特定DNA序列和配体以及形成受体二聚体的功能。ER-a36 C末端存在一个包含27个氨基酸的新型特殊结构域，使得ER-a36具有比ER-a66更宽的配体结合谱，决定了它的特异性[6]。传统的ER-a66为核受体，主要分布于细胞核，可直接结合靶基因启动区的雌激素反应元件，并通过募集核受体辅调节蛋白调节基因转录，介导雌激素核内途径的信号转导(基因组信号通路或经典信号通路)。与ER-a66不同，ER-a36为膜受体，主要分布于细胞膜(50%)和胞质(40%)，通过配体依赖或非配体依赖方式激活细胞膜起源的信号，传递细胞增殖、分化以及凋亡信号(非基因组信号通路)。如Chaudhri等[7]通过相关研究发现，ER-a36与配体雌激素结合后可被激活，通过改变自身构象或蛋白质磷酸化，异常活化丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶(MAPK/ERK)信号通路，使磷酸化蛋白激酶ERK1/2水平增高，下游级联反应信号增强，促进乳腺癌细胞增殖分化(配体依赖方式)。此外，Giuliano等[8]还发现，在缺乏雌激素的情况下，表皮生长因子受体(EGFR)信号可通过ER-a36启动子中的AP1位点激活ER-a36转录(EGFR/Src/ERK1/2/AP-1途径)，调控下游基因表达(非配体依赖方式)。

2 ER-a36介导的信号通路

ER-a36作为膜受体，主要激活细胞膜起源信号，介导非基因组信号传递。常见膜信号通路主要有MAPK/ERK，磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)，wnt/β-连环蛋白(wnt/β-catenin)等，它们与细胞的增殖、分化、侵袭、凋亡等密切相关。目前研究表明，ER-a36通过异常激活相关信号在乳腺癌的发生发展、侵袭转移以及药物抵抗中发挥作用。Lin等[9]构建ER-a36真核表达载体，通过质粒转染到MCF-7乳腺癌细胞株，使其过表达ER-a36，在雌激素或他莫昔芬(TAM)刺激下发现ERK1/2、PI3K快速磷酸化水平增高，癌基因c-myc表达量增加，同时还发现MAPK和PI3K特异性抑制剂可分别有效抑制以上反应,表明ER-a36可通过雌激素或TAM调节MAPK/ERK和PI3K/AKT途径促进乳腺癌细胞的生长、分化。Kowalczyk等[10]发现，在过表达ER-a36的乳腺癌细胞中，雌激素刺激后，ER-a36在质膜水平迅速与Src蛋白结合，引发下游级联反应，包括S126位点上的MAPK1/ERK激活和桩蛋白磷酸化，最终导致细胞周期蛋白D1(CyclinD1)的高表达。同时还注意到，ER-a36可与ERK2直接结合阻止ERK2通过丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶3的去磷酸化来增强下游信号。Thiebaut等[11]分别通过体内外试验探讨ER-a36在正常乳腺上皮细胞MCF-10A中过表达所产生的影响以及相关机制，发现ER-a36过表达可使蛋白酪氨酸激酶2、信号传导及转录激活因子3、神经型钙黏素等表达增加，CyclinD1、上皮型钙黏素、β-连环蛋白、多聚ADP核糖聚合酶1、半胱天冬酶7、半胱天冬酶3等表达减少，最终导致细胞数目减少，侵袭能力增加以及凋亡逃逸；同时还发现STAT3特异性抑制剂5,15 -DPP可逆转以上结局，表明ER-a36通过JAK/STAT信号通路调控细胞增殖、迁移、凋亡以及信号转导等过程，此外，本研究还发现在乳腺癌的发生发展过程中，ER-a36与PI3K/AKT、MAPK、cAMP信号通路也存在一定关系，只是JAK/STAT通路占据主要地位。该研究还提示ER-a36过表达使正常乳腺上皮细胞倾向于肿瘤样转化，增加患癌风险。但除乳腺癌之外，ER-a36也可在宫颈癌、非小细胞肺癌、胃癌、肝癌等其他肿瘤信号通路中发挥重要作用。如Fu等[12]检测到ER-a36在胃癌中高度表达，并可通过AKT途径促进葡萄糖调节蛋白94表达，进而导致胃癌细胞的增殖、转移与耐药。Sun等[13]发现，ER-a36可位于宫颈癌组织和细胞系的质膜和胞质内，通过由雌激素激活的MAPK/ERK途径来调节宫颈癌细胞的生长。综上，由于ER-a36的特殊定位，其主要介导膜信号通路，但它能否同时激活几条通路或和某些通路的交叉位点相关，以及它是否还能介导其他特异性通路，还有待进一步研究。

3 ER-a36与乳腺癌耐药及其相关机制

乳腺癌属雌激素依赖性肿瘤，体内雌激素水平的变化可影响乳腺上皮细胞的生长分化以及增殖凋亡。因雌激素主要通过ER-a66发挥对乳腺癌细胞的调控作用，因此，ER-a66在乳腺癌组织中的表达状态被广泛认为是乳腺癌的一个重要诊断和预测因子。约70%的乳腺癌ER-a66表达阳性，阻断ER-a66介导的雌激素信号通路在内分泌治疗ER阳性乳腺癌中非常关键，而TAM是目前临床应用最广的一线乳腺癌内分泌治疗药物，它通过与ER配体结合域结合，改变ER空间构象，阻止ER二聚体形成与核转位，从而抑制经典途径的ER信号转导。一般情况下，ER阳性乳腺癌患者对TAM有良好的反应，阴性则无。但在ER阳性乳腺癌患者中,约40% TAM先天性耐药,并且在TAM治疗有效的乳腺癌患者中,部分也会发展成为TAM获得性耐药。同时，TAM治疗对某些ER阴性乳腺癌患者也会有效，这可能与ER剪切异构体的差异表达相关。目前有文献报道，约40%的ER阳性乳腺癌可同时表达ER-a36，ER-a36的过表达与ER阳性乳腺癌TAM耐药密切相关，且常伴随MAPK/ERK、PI3K/AKT、PKC/ERK等信号通路的异常激活，下游癌基因c-myc、细胞周期蛋白D1、凋亡基因Bax等的异常表达[14，15]。Zhang等[16]使用表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂BiBx、PI3K抑制剂LY294002分别作用于ER阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231和MDA-MB-436，结果EGFR抑制剂下调ER-a36蛋白质和mRNA水平表达，而PI3K抑制剂LY294002几乎没有作用。此外，结果还显示，高水平的ER-a36能有效抑制EGFR蛋白的降解，ER-a36参与调节EGFR蛋白的稳态。该研究提示乳腺癌细胞的ER-a36与EGFR存在某种“分子交叉对话”，该交叉机制可促进ER阴性乳腺癌细胞的恶性增殖，导致TAM的获得性耐药。Yin等[17，18]也发现，ER-a36与EGFR/Her2之间存在正向调控循环,ER-a36 EGFR/Her2表达水平升高或者正向调控循环上升是ER阳性乳腺癌产生TAM耐药的重要因素。此外，ER-a36和化疗耐药也存在密切关系。多西紫杉醇作为目前治疗乳腺癌的一线化疗药物，主要针对ER阴性、内分泌治疗失败的ER阳性以及晚期转移性乳腺癌，但目前临床耐药现象仍多见，基于对ER-a36的基础研究，有学者提出ER-a36可能介导多西紫杉醇耐药。Zhang等[19]通过体外试验发现，高水平表达ER-a36的三阴乳腺癌细胞株MDA-MB-231对紫杉醇不敏感，下调ER-a36的表达可导致低水平的JNK磷酸化，抑制乳腺癌细胞迁移和侵袭能力，增加由多西紫杉醇诱导的G2/M细胞周期停滞比例，从而提升其对多西紫杉醇的敏感性，提示ER-a36的高表达与乳腺癌的多西紫杉醇耐药相关，但该结论是否适用于体内试验，以及相关的机制和通路尚不清楚。Chaudhri等[20]报道，雌激素可通过ER-a36介导的膜相关信号通路快速激活磷脂酶D，发挥在三阴乳腺癌中的抗凋亡作用，导致化疗药物耐药。Schwartz等[21]发现，雌激素可通过ER-a36增加VEGF、成纤维细胞因子2的表达，下调E-钙黏蛋白基因的表达,导致凋亡逃逸，进而阻止紫杉醇等化疗药物的诱导细胞凋亡作用。目前ER-a36介导的耐药已引起高度重视，相关研究也取得一定成果，但由于耐药网络机制的复杂性，想要完全揭示耐药机制，还需进一步探索。

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