GPR30在妇科疾病中的研究进展

袁瑞利，平 毅，黄玲玲，侯勇丽

(1.山西医科大学，太原 030000； 2.山西医科大学第二医院妇产科，太原 030000)

雌激素是一种内分泌激素，在女性生殖系统发育和第二性征中起重要作用，其可与多种雌激素受体(estrogen receptor,ER)结合后通过细胞内信号转导通路传递信号，介导多种生理学效应，维持并调节机体的生长、发育和内环境稳态等。然而，雌激素不仅具有由ERα和ERβ介导的基因组效应，而且具有快速或非经典基因组效应，介导此效应的受体G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor，GPR)30被广大学者深入研究。GPR30是一种替代的细胞内ER，独立于传统的雌激素核受体ERα和ERβ，是一种新型雌激素细胞质膜受体[1]，于2005年被鉴定出来并且能够介导雌激素作用，与ER(ERα和ERβ)的亚基不同，GPR30在细胞核中起雌激素激活的转录因子的作用而不影响基因转录。GPR是一种七次跨膜GPR家族中的一员，其基因位于第7号常染色体短臂p22.3上，由4个转录剪接变体编码[2]，可与雌激素特异性结合，启动多种信号转导通路，在多系统疾病的发生、发展过程中发挥重要作用。近年来大量研究表明，GPR30在子宫、卵巢、甲状腺、乳腺等正常器官组织中调节细胞的多种生理功能，它的异常表达在妇科疾病及其他多系统肿瘤的发生、发展过程也起一定作用[3-7]。现对GRP30的生物学功能及其在生殖系统疾病中各种疾病中的作用进行阐述。

1 GPR30分子结构及介导的信号转导通路

1.1GPR30分子结构 迄今为止GPR家族作为发现的最大的受体超家族，有1 000多个成员，含有7个跨膜区，其与配体结合后，可通过激活所偶联的G蛋白及下游的调节蛋白和效应器，启动不同的信号转导通路，并产生各种不同的生物学效应。GPR30就是其中的一员，基因定位于染色体7p22区域，分子量约40 000，由375个氨基酸组成。嗜水性分析显示，GPR30含有7次跨膜疏水区，该区域包含6个相互交替的细胞内外袢，该袢由20～26个氨基酸连接而成[8-9]。传统上由雌激素引发的转录行为归因于ERa和ERb，然而并非所有的生理反应都可用由雌激素介导的经典效应来解释，随着研究的深入，GPR30已被确认为ER家族的新成员，对雌激素具有高度的亲和力，可直接调控细胞功能，对雌激素产生生理应答效应，此过程仅需几秒钟至几分钟即可完成，且该过程不依赖于ERα和ERβ，被称为雌激素的快速非基因作用[10-11]。

1.2GPR30介导的信号转导通路 GRP30通过多种信号转导通路来传递细胞外信号，从而激活下游一系列的信号分子，在相应的靶组织器官中参与细胞增殖与分化、细胞形态维持、细胞迁移、细胞凋亡和恶变等多种生物学反应，导致一些激素依赖性的疾病发生。

1.2.1表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor，EGFR)-促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)途径 雌激素与GPR30特异性结合后可活化与其相偶联的G蛋白，G蛋白将GDP交换为GTP，导致GTP结合的Gβγ二聚体和Gs蛋白(Gα)亚单位解离，此时两者参与不同的信号通路途径，产生不同的生物学效应，一方面，Gβγ二聚体使其下游的Src家族酪氨酸激酶激活，进而磷酸化Src衔接蛋白第317位酪氨酸残基，磷酸化后的Src可使基质金属蛋白酶激活，这些基质金属蛋白酶切割亲肝素结合表皮生长因子，促使肝素结合性表皮生长因子从细胞表面释放，而肝素结合性表皮生长因子可作为配体反式活化EGFR，形成异源二聚体，使其自身活化并与ATP结合，发生磷酸化进而激活MAPK，进一步快速活化细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)，同时发生磷酸化，并上调转录因子c-fos的表达，该通路的持续激活可导致细胞周期进展和细胞增殖等细胞失调行为，甚至发生癌变[12-16]。另一方面，活化的EGFR也可激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)，进而使具有抗凋亡和促进细胞增殖作用的蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)激活，调节内皮型一氧化氮合酶活性，产生一氧化氮，进而参与细胞转导过程，促进细胞生长和增殖。Vivacqua等[17]发现活化的EGFR同时还能动员胞内钙离子，也具有促细胞增殖的作用。

1.2.2环腺苷酸/蛋白激酶A途径 雌激素与GPR30结合后Gs亚基(Gα)从G蛋白中解离出来，Gαs亚基蛋白激活细胞膜上的腺苷酸环化酶，进一步通过催化ATP产生环腺苷酸，使细胞中环腺苷酸水平升高，继而激活蛋白激酶A，使Raf-1失活，导致ERK1/2活性降低，进而调控细胞生长，这种效应与EGFR-MAPK/ERK1/2信号转导通路所起的增强作用相反，两条截然不同的信号途径之间存在拮抗和平衡，这种精准的调控在维持细胞正常生理活动中具有重要作用。

2 GPR30与妇科疾病

雌激素在女性生殖系统中不可或缺，而GPR30作为一种雌激素膜受体，受到了越来越多关注，研究表明其参与的调节雌激素快速非基因组效应在盆底器官脱垂、卵巢癌、子宫内膜癌、子宫肌瘤、子宫内膜异位症、子宫肌瘤和宫颈癌等疾病的发生发展中均发挥了一定的作用。在雌激素依赖的相关疾病中，GPR30的异常表达与疾病的不良结局以及复发具有密切关系。

2.1GPR30与盆底器官脱垂 盆底器官脱垂发生的主要原因是盆底支持组织薄弱，而雌激素水平下降成为这一现象的首要原因，但研究显示盆底器官脱垂的发生不仅因为雌激素水平下降，更重要的原因可能是相关组织中ER的缺乏，影响盆底胶原代谢，降低了韧带组织的支持作用力，增加盆腔脏器脱垂风险。朱兰等[18]对绝经后压力性尿失禁患者盆底支持结构ER进行研究，发现绝经后压力性尿失禁患者的盆底支持结构的退行性病变与ER水平低下有关。康乐等[19]通过检测盆底器官脱垂患者子宫圆韧带及主韧带组织中GPR30的表达水平发现，在盆底器官脱垂患者中，GPR30普遍存在低表达，说明盆底器官脱垂的发生与GPR30的低表达密切相关，但具体机制尚不清楚。

2.2GPR30与子宫内膜癌 子宫内膜癌是女性生殖道三大恶性肿瘤肿瘤之一，传统上分为Ⅰ型(雌激素依赖型)和Ⅱ型(雌激素非依赖型)子宫内膜癌，Ⅰ型子宫内膜癌被认为是由过量的雌激素引起的，而Ⅱ型子宫内膜癌主要由基因突变导致。与Ⅰ型子宫内膜癌相比，Ⅱ型子宫内膜癌的临床结果和预后较差，但有研究发现，GPR30的阳性与绝经状态、癌症的亚型无关，并且表明Ⅱ型子宫内膜癌部分依赖雌激素，Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌可能有相似的发病机制[5]。然而GPR30作为一种特殊的ER，其过表达被认为与子宫内膜癌的临床结果呈负相关，包括生存率和预后[20]。Tsai等[21]发现GPR30在内膜癌组织中的表达高于正常内膜，而且其进一步表明雌二醇和他莫昔芬可通过GPR30和ERα诱导子宫内膜癌细胞株(KLE、RL95-2)分泌基质金属蛋白酶9和基质金属蛋白酶2，致局部黏附激酶磷酸化，然后通过EGFR-ERK途径促进子宫内膜癌细胞的增殖和浸润。Petrie等[22]也发现雌二醇可通过与GPR30结合作用于子宫内膜癌细胞株(Hec50)(ERα阴性)，通过激活PI3K-Akt信号转导通路，从而使肿瘤细胞增殖。综上所述，可使用激素或激素阻断药物来治疗具有激素受体的子宫内膜癌，而该种治疗方法不仅适用于Ⅰ型子宫内膜癌患者，也适用于Ⅱ型子宫内膜癌。

2.3GPR30与卵巢癌 卵巢癌是最致命的妇科恶性肿瘤，临床及基础研究显示，GPR30在1/3的卵巢癌患者中过表达，且其异常表达能够预测卵巢癌的类型，但并不预测生存率。ERα(-)/GPR30人卵巢癌细胞系OVCAR5具有很强的表达GPR30的能力，表明GPR30参与ERα阴性的卵巢癌细胞的增殖[6]。刘慧迪等[23]研究发现，在卵巢肿瘤发生恶变时，恶变组织中GPR30表达增加，通过激活EGFR-MAPK信号通路，提高基质金属蛋白酶9表达水平，进而发挥雌激素的负性生物学效应，导致卵巢癌局部浸润与远处转移[24]。而且马焱等[25]研究发现GPR30异常表达与卵巢癌病理类型有关，在上皮性卵巢癌中，浆液性中GRP30表达率明显高于黏液性，且与卵巢肿瘤的期别有关。同时，在最新的一项研究中表明核GPR30预测卵巢癌患者总体生存率和5年无进展生存率较低，而细胞质GPR30表达与结果无关，而且核GPR30的表达是影响卵巢癌患者总体生存的独立预后因素，而对患者5年无进展生存期无预测性，即使在调整其他预后因素如国际妇产科联盟分期、组织学分级和患者年龄后也是如此[26]。

2.4GPR30与子宫肌瘤 子宫肌瘤是一种雌激素依赖性疾病，雌激素是子宫平滑肌瘤发展的主要启动子。田瑞娟等[27]的研究证实，与匹配的正常平滑肌组织相比，子宫平滑肌瘤组织中GPR30表达增加，雌激素与过表达的GPR30结合可导致子宫局部高雌激素状态，进而促进子宫肌瘤的发生[28]。在Jiang等[7]的研究中发现，通过雌二醇预处理后，ICI182、780作为GPR30激动剂起作用，可上调GPR30水平，进一步增加了雌二醇，增强了子宫平滑肌瘤的增殖效应，而GPR30小干扰RNA(siGPR30)敲减GPR30-1基因部分抑制了雌二醇诱导的子宫平滑肌瘤细胞的增殖，雌二醇对GPR30表达的上调可能是p44/42磷酸化的上游信号，磷酸化的p44/42通过激活ERK/MAPK或PI3K/Akt信号途径介导雌二醇增强子宫平滑肌瘤增殖效应，诱导细胞增殖效应，促进肌瘤的生长。Kasap等[29]也通过比较在患有子宫平滑肌瘤和健康围绝经期女性以及基于平滑肌瘤数量和大小的平滑肌瘤亚组中的GPR30基因的3个单核苷酸多态性(rs3808350，rs3808351和rs11544331)的基因型、单倍型和等位基因频率，以确定GPR30的单核苷酸多态性是否与平滑肌瘤的发生风险和特征相关，并评估这些单核苷酸多态性的早期诊断潜力，结果发现在平滑肌瘤患者中常见GPR30的rs3808351的G等位基因，且rs3808350和rs3808351多态性与GGC单倍型的GG基因型增加了患平滑肌瘤的风险，也证实了GPR30对子宫平滑肌瘤的影响。然而子宫平滑肌瘤细胞上过表达的GPR30可持续激活EGFR-MAPK通路，从而使细胞行为失调，导致子宫平滑肌细胞过度增殖[30]。

2.5GPR30与子宫内膜异位症 子宫内膜异位症与恶性肿瘤具有相似的特征，如血管生成和浸润[31]。缺氧诱导因子表达上调促进子宫内膜异位症的发展[32-33]，而在癌症研究中，则发现GPR30在激活由缺氧诱导因子介导的信号转导中起重要作用[34-35]，GPR30可能也通过作用于缺氧诱导因子-1α参与了子宫内膜异位症的发病机制。研究表明，雌二醇和ER激动剂G-1不依赖于转录的方式可使缺氧诱导因子蛋白表达增加，并增强细胞的迁移和血管生成，而雌激素受体拮抗剂G15可以阻止这种效应，GPR30能够稳定正常子宫内膜中的缺氧诱导因子，并在子宫内膜异位血管生成和转移中发挥关键作用[36]。

2.6GPR30与宫颈癌 宫颈癌作为妇科最常见的生殖道恶性肿瘤，其发病呈年轻化趋势，且发病率逐年上升，严重威胁女性健康，虽然早期宫颈癌可以通过根治性手术治疗，但有高危因素患者的预后仍不佳，因此，宫颈致癌机制的研究对于开发新的潜在药物和治疗方法非常重要。人乳头瘤病毒持续感染是发病的必要条件，但这并不是一个充分条件，也就是说，宫颈上皮细胞内单纯的人乳头瘤病毒相关基因表达可能不足以致癌，在人乳头瘤病毒相关宫颈癌的进展过程中，ERα的激活似乎是必不可少的[37]，其介导的靶基因转录与人乳头瘤病毒诱导的宫颈癌致癌作用密切相关。Zhang等[38]报道了宫颈癌癌细胞中存在GPR30，与ERα和ERα-36不同，GPR30在在宫颈癌细胞株中表现出抗肿瘤特征，这种效应可能是由于GPR30引发的MAPK信号转导的持续激活。Sun等[39]也发现ERα-36可促进宫颈癌细胞的侵袭、迁移和增殖，而ERβ和GPR30的激活与细胞生长停滞和细胞凋亡有关[40]。Zhang等[38]则发现GPR30在各种宫颈癌细胞中过表达，如HeLa，SiHa C-33A和CaSki细胞，其机制主要是GPR30的特异性激动剂G-1通过EGFR信号持续激活ERK1/2，导致细胞周期停滞在G2/M期和细胞周期蛋白B的下调，从而抑制细胞增殖，而且ERK1/2和EGFR的两种抑制剂均显著降低了G-1诱导的抑制细胞增殖和细胞周期蛋白B表达的下调。我国研究者同样也发现，宫颈癌患者病理组织GPR30呈高表达，且其表达水平随肿瘤分化程度的增高、临床分期的升高而发生相应的变化[41-42]。总之，相关性分析表明GPR30与宫颈癌的肿瘤抑制生物标志物相关，再次支持GPR30在宫颈癌疾病控制中的作用，随着对宫颈癌发病机制的不断深入研究，G-1可作为研究抑制宫颈癌细胞生长的潜在的新药理学切入点。

3 小 结

随着研究的不断深入，目前对于两种经典雌激素受体的认识正在逐步更新，而新的膜性受体在不同部位的新作用机制也在陆续被发现。GPR30在子宫、宫颈、乳腺、卵巢等中均可见表达，但对具体作用机制仍缺乏全面的了解。GPR30参与细胞正常生理、病理正逐步被人熟知，而其介导的雌激素快速效应的生物学功能，尤其是GPR30介导细胞过度增殖或增殖不良，与恶性肿瘤发生的关系等已成为研究的热点。新的雌激素膜特异性受体GPR30介导雌激素效应机制的进一步研究，可能为雌激素依赖性疾病的潜在治疗靶点。