雄激素受体对泌尿系肿瘤发生发展及转移作用的研究进展

李思宁，陈尧光， 张艺，王坚

(广东医科大学附属医院，广东湛江524023)

雄激素受体(AR)是一种配体依赖性的反式转录调节蛋白，雄激素/AR信号传导在许多泌尿系肿瘤的起始和进展中具有重要作用。在过去的几十年中，大多数AR涉及手术去势体内研究以揭示雄激素/AR信号传导在癌症发生和进展中的作用。目前，有效针对AR的靶向治疗已成为泌尿系肿瘤治疗研究领域的热点。现就AR与前列腺癌、尿路上皮癌、肾细胞癌关系的研究进展综述如下。

1 AR 的生物学特性

1.1 AR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，位于Xq11-12，开放阅读框为2 757bp，包含4个不同功能区[1]。①N末端域(NTD)，由第1外显子编码，用于调节AR基因的转录，该区域包含多聚谷氨酸和多聚脯氨酸，多聚氨基酸结构被认为在转录激活方面起重要作用。②COOH末端区域，是由外显子4～8编码，又称为LBD。LBD由12层折叠结构形成，对配体进行识别，引导特定信号通路的选择。当与配体雄激素(睾酮或双氢睾酮)结合时LBD折叠结构发生变化形成了活性因子-2(AF-2)参与AR转录过程。③DNA结合域(DBD)，由第2和第3外显子编码，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，锌指结构能够促进AR与雄激素反应元件的结合，并且能够稳定结合复合体的结构。④铰链区为DBD和 LBD连接的区域，在AR的激活中起至关重要的作用，能够调节DNA的结合、共同活性体的恢复和AR的转录活性[2]。

1.2 AR活化机制 雄激素的生理功能主要取决于与AR的结合，因此AR信号在广泛的生理和病理过程中介导雄激素的生物学效应[7]。在无活性形式的情况下，AR与热休克蛋白(如热休克蛋白90、热休克蛋白70、热休克蛋白56)偶联于细胞质中。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，引发一系列构象和结构变化，导致热休克蛋白的释放、同型二聚体的形成并易位到细胞核中。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相关蛋白反应，使AR活化，启动AR靶基因的表达，从而调节细胞增殖、侵袭、血管新生等细胞功能[3]。

2 AR 在泌尿系肿瘤发生发展及转移中的作用

2.1 原发性前列腺癌 Han等[4]通过动物模型试验发现，上皮AR对原发性前列腺癌侵袭和转移有抑制作用。Lai等通过成纤维细胞和平滑肌双特异AR敲除(ARKO)小鼠模型发现，该雄性小鼠与成纤维细胞和平滑肌中AR表达正常的小鼠相比，表现较低的上皮细胞增殖指数，较低的盆腔淋巴结转移发生率，以及前侧和背外侧前列腺叶肿瘤进展程度低[5]。该观察结果表明，基质细胞中的AR能刺激促进原发性前列腺癌的发生和进展。有研究表明，不同阶段的原发性前列腺癌上皮和基质AR可对前列腺癌进展和转移产生不同影响。Niu等通过3种小鼠模型研究发现，在早期(12周龄)原发性前列腺癌中，基质AR的阳性刺激作用比上皮AR的阴性抑制作用更具优势。实验结果同时显示，上皮AR的丧失促进原发性前列腺癌进展和转移，而早期同时敲除基质和上皮AR的抑制肿瘤进展和转移的作用可以超越上皮ARKO的促进作用，从而延缓肿瘤的生长和抑制其转移。然而，当原发性肿瘤在延长时间段(20周龄)进展后诱导ARKO时，基质AR对上皮AR功能的优势减弱。与原发性前列腺癌进展和转移相关的AR信号可随肿瘤的进展而变化，此取决于AR基因何时被敲除。上述研究结果不仅支持上皮AR有原发性前列腺癌进展、转移抑制剂的功能，而且还表明基质AR有原发性前列腺癌进展、转移刺激物的作用，尤其是在早期阶段表现更明显[6]。

2.2 去势抵抗性前列腺癌(CRPC) CRPC是指经过初次持续雄激素剥夺治疗(ADT)后疾病依然进展的前列腺癌，包括雄激素非依赖性前列腺癌和激素难治性前列腺癌。在过去10年中，已经发现雄激素和AR是CRPC的重要驱动因素。目前已经发现了多种去势抵抗机制，包括AR扩增、AR突变体、通过异常途径激活AR以及肿瘤内或替代雄激素产生。①AR扩增：Chen等[7]使用基于基因芯片技术的前列腺癌同基因异种移植模型进行分析，发现AR mRNA的增加与ADT抵抗性的发展一致，而AR的扩增足以将前列腺癌的进展从去势敏感阶段转变为去势抵抗阶段。Taylor等[8]通过对218个前列腺癌基因组的测序，发现转移CRPC中有60%的患者出现AR的扩增或过表达。②AR突变：10%～30%的CRPC患者携带功能获得性AR突变，尤其是在接受ADT治疗的患者中该比例会更高，并且发现的大多数突变发生在配体结合区(LBD)[9]。有些研究认为，AR拮抗剂为AR突变的激动剂。 Hara等[10]研究表明LBD中的点突变W741C和W741L出现在用比卡鲁胺模拟雄激素耗竭培养基中的新型LNCaP细胞亚系中，从而可以体现比卡鲁胺作为W741C和W741L突变体AR的激动作用。③AR剪接突变体(AR-Vs)：AR-Vs由于体细胞点突变缺失正常的LBD，可以不依赖与配体结合激活AR信号通路导致肿瘤进展。Liu等[11]使用来自46例CRPC患者全血纯化的RNA样品进行分析，显示AR-V7和ARv567es分别可以在67.53%和29.87%的样品中被检测到。Guo等[12]对429例人前列腺组织样本的组织芯片进行免疫组织化学分析，结果显示AR-V7表达水平的上调与前列腺癌的进展及根治性前列腺切除术后肿瘤复发的风险相关。Yang等[13]发现一种新的结构不同的AR-V(AR-V8)，它在CRPC细胞中上调，并可能通过加强AR介导的激素和生长因子的增殖和存活反应来促进去势抵抗。Kohli等[14]分析了82例转移CRPC患者在用醋酸阿比特龙/泼尼松化疗前进行转移部位活检，经过12周的治疗，转移灶中AR-V9 mRNA表达增加与对醋酸阿比特龙/泼尼松的抵抗性相关。④AR的异常途径激活：配体非依赖性AR激活为CRPC进展的一种重要机制。AR激活和AR转录活性改变的配体非依赖性机制包括通过生长因子(如IGF-1、KGF、EGF)激活AR、受体酪氨酸激酶激活途径(如HER-2 / neu信号级联、Src家族激酶)、Akt途径。Yang等[15]报道2种lncRNA，即PRNCR1和PCGEM1在侵袭性前列腺癌中过表达，它们能与AR结合，并增强配体依赖性和配体非依赖性AR介导的基因激活程序和前列腺癌细胞增殖能力。

2.3 尿路上皮癌 尿路上皮癌是发生在肾盂、输尿管、膀胱和尿道被覆有尿路上皮部位所发生的恶性肿瘤。目前，已经在人膀胱癌细胞系和其他尿路上皮肿瘤组织标本中检查到AR表达。在使用相同抗体、染色方案和评分标准的研究中，AR表达阳性率，45例肾盂肿瘤为11.1%，50例输尿管肿瘤为28.0%，188例膀胱肿瘤为42.0%，91例高级别肌层浸润性膀胱肿瘤为33.0%[16]。AR表达对尿路上皮癌的预后判断意义仍有争议。Ide等[17]对13项回顾性研究、涉及2 049例膀胱肿瘤患者AR表达结果进行了荟萃分析，显示非肿瘤与肿瘤之间的AR表达以及非肌层浸润与肌层浸润肿瘤之间的AR表达没有统计学差异。因此，AR表达作为尿路上皮癌患者预后因子的价值尚不能确定。Shiota等[18]分别使用雄激素和抗雄激素治疗AR阳性细胞系导致对顺铂的敏感性降低和增加，同时也发现AR过表达的膀胱癌细胞和用双氢睾酮治疗的膀胱癌细胞对多柔比星的抵抗性增强。Kashiwagi等[19]发现利用雄激素培养的AR阳性膀胱癌细胞系比对照AR阴性或AR敲除细胞对顺铂治疗更具抵抗性，证实在接受顺铂新辅助化疗的膀胱癌患者AR阳性与化疗耐药性呈正相关。因此，AR的失活会增强某些抗肿瘤药物对尿路上皮癌细胞的细胞毒活性。

2.4 肾细胞癌 流行病学研究表明，肾细胞癌发病率存在性别差异，男女比例为1.6∶1。有一些报道发现，AR表达与肾细胞癌的发生与发展有关。有研究通过免疫组化分析547例肾细胞癌标本和相应正常肾组织标本，结果显示正常肾组织和肿瘤部位之间AR表达并不存在明显的差异性，但转移性肾细胞癌中AR阳性比例与局限性肾细胞癌相比显著下降；随肿瘤分期和去分化程度的增加，AR阳性肾细胞癌比例降低。有学者检测115例原发T1或T2期肾细胞癌患者和57例相应正常肾组织标本的AR mRNA和蛋白的表达，结果显示病理分期T2期肿瘤AR mRNA、蛋白表达均明显高于T1期，局部肾细胞癌中AR mRNA的表达水平较转移性肾细胞癌显著增高，从而提出AR mRNA表达可能与肾癌病理分期有关。Zhu等[20]对120例肾癌组织和44例相应的癌旁肾组织进行Western blotting分析，发现AR表达与肾细胞癌患者的pT分期和Fuhrman分级呈负相关。Wang等[21]通过芯片检测和荧光素酶试验表明，AR在转录水平上通过调控宿主基因(HIAT1)的表达而抑制cycHIAT1的表达，其后果是解除了对 miR-195-5p/29a-3p/29c-3p 表达的抑制，促进肾癌细胞迁移和侵袭。这些结果表明AR可能在肾细胞癌发生进展以及靶向AR诱导中起重要作用。

3 小结

综上所述，AR与泌尿系肿瘤的发生发展有关，其通过不同的信号通路影响泌尿系肿瘤的生长及转移。在抑制或促进肿瘤转移方面，AR对不同泌尿系肿瘤具有不同的功能。如AR对前列腺癌的转移起抑制作用，相反对尿路上皮癌和肾细胞癌转移起促进作用。目前，AR对不同泌尿系肿瘤转移的抑制和促进作用机制尚不清楚，对某些肿瘤患者使用雄激素/AR信号传导靶向药物也无法抑制病情进展。因此有必要开展体外细胞实验、动物实验或临床研究进一步阐明AR作用机制，提高泌尿系肿瘤的治疗效果。