USP8及核受体与库欣病

梁寒婷 卢琳 朱惠娟

中国医学科学院，北京协和医学院，北京协和医院内分泌科，卫健委内分泌重点实验室，协和转化医学中心100730；中国医学科学院罕见病研究中心，北京100730

库欣病是由于垂体促肾上腺皮质激素(ACTH)腺瘤合成并分泌过多的ACTH，导致肾上腺过度分泌糖皮质激素(GC)所造成的一种内分泌疾病。库欣病约占库欣综合征患者病因的70%。其中，ACTH微腺瘤约占库欣病的80%，约10%为ACTH大腺瘤，少数患者为ACTH细胞增生。库欣病的预估发病率为0.7/100万～2.4/100万，患病率约为1/25 000[1]，以女性多见，约占75%～80%[2-3]。生化治愈(指经治疗后，患者的皮质醇水平处于正常范围或低于正常)的库欣病患者死亡风险是正常人群的2.5倍，未治愈的库欣病患者死亡风险是正常人群的4.6倍[3]。未治疗的库欣病患者预后较差，其5年生存率仅为50%[3]。糖皮质激素受体(GR)广泛存在于全身各个器官和组织中，因此，当体内GC水平升高时，会累及全身各器官和系统，如腹型肥胖、满月脸、水牛背、多血质外貌、高血压、骨质疏松、代谢紊乱、凝血功能异常、感染风险高等，还会引起一系列并发症，其中心血管系统的并发症是导致库欣病患者死亡最重要的因素[1]。

库欣病的首选治疗仍是手术治疗，主要采用经蝶腺瘤切除术(TSA)。TSA术后缓解率为42.0%～96.6%，其中，微腺瘤的缓解率为72.8%～82.2%，大腺瘤的缓解率为42.9%～60.1%，TSA术后复发率为0～47.4%[4-5]。与其他类型垂体腺瘤相比，垂体ACTH腺瘤具有更高的复发率。库欣病的术后复发，可以选择再次进行TSA，但二次手术的治愈率仅为50%[6]。虽然还可以选择药物、放射治疗、双侧肾上腺切除术等治疗方式，但库欣病的缓解情况仍是临床医生所面临的巨大挑战。与其他类型的垂体腺瘤相比，垂体ACTH腺瘤缓解率低，复发率高，且用于治疗库欣病的药物十分有限。因此，为寻找针对库欣病更加有效的药物治疗靶点，开展进一步分子机制的研究十分有必要。目前已有不少关于库欣病的分子机制研究，包括泛素特异肽酶8(USP8)、各类受体、配体、转录因子、基因突变、蛋白修饰等。本文就USP8及主要的核受体在库欣病发病机制中的作用进行综述，为寻找潜在的治疗靶点提供思路。

1 USP8与库欣病

USP8是目前库欣病的研究热点，由定位于15q21.2上的USP8基因编码。USP8结构复杂，从N-末端到C-末端依次是微管相互作用和运输结构域、硫氰酸结构域、SH3结合基序、14-3-3结合基序、SH3结合基序、去泛素酶结构域[7]。USP8可以使表皮生长因子受体(EGFR)去泛素化，从而保护EGFR免受溶酶体降解[8]。研究表明，库欣病的发病与USP8基因突变有关，约62%ACTH腺瘤中有USP8基因突变[9-10]。USP8基因突变主要发生在14-3-3结合基序，USP8突变体无法与14-3-3结合蛋白进行结合，从而导致去泛素酶结构域活性增加，使USP8的去泛素化能力增强，EGFR更不易被溶酶体降解，EGFR-细胞外信号调节激酶1/2信号通路持续激活，继而促进阿片-促黑素细胞皮质素原(POMC，即ACTH前体)转录，最终导致库欣病患者ACTH水平升高[9-11]。

临床研究表明，体细胞USP8基因突变是儿童库欣病的常见原因，约占31%，携带USP8基因突变的库欣病患儿复发率为46.2%，没有USP8基因突变的库欣病患儿复发率为10.3%，可见携带USP8基因突变的库欣病患者复发的可能性更高[12]。

2 与库欣病相关的核受体

2.1 GR GR是由定位于5q31.1的NR3C1基因编码的一种核受体，分为hGRα和hGRβ两种亚型[13]。GR上含有N-末端结构域、DNA结合结构域、配体结合结构域、C-末端结构域[13- 14]。生理状态下，肾上腺分泌过多GC时，下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)会启动负反馈调节。GC进入垂体前叶细胞，与胞质中GR的配体结合结构域结合后进入细胞核，同时，在热休克蛋白90(HSP90)的辅助下，GR进行正确的折叠[15]，而后受体-配体复合物结合相应的DNA上，进行正向或负向调节。生理情况下，GR-GC复合物结合到POMC基因上进行负向调节，可抑制POMC表达，从而减少ACTH生成，达到负反馈调节的作用[16]。

然而，在部分库欣病患者的腺瘤组织中，可检测到NR3C1基因突变，不同的突变位点及形式可导致GR中DNA结合结构域或配体结合结构域结构改变，其中大多数是配体结合结构域结构改变，使得GR无法与DNA或者配体GC结合，从而无法发挥抑制POMC表达的作用[17-18]。此外，Riebold等[15]研究表明，ACTH腺瘤高表达HSP90，HSP90与GR结合过多，无法释放出足够的GR-配体复合物来抑制POMC的表达，导致ACTH水平持续升高，使用HSP90抑制剂可有效降低ACTH水平。

米非司酮是一种GR拮抗剂，但它用于治疗库欣病的临床研究较少。美国的一项多中心研究纳入了43例库欣病患者(共50例库欣综合征患者)，经过为期24周的米非司酮治疗，87%的患者在临床症状上有了明显改善，尤其可改善糖代谢，88%发生轻微不良反应，如头痛、恶心、呕吐、低钾等[19]。对于米非司酮用于治疗库欣病的安全性和疗效性，仍需大量临床研究进行评估。

2.2 睾丸孤核受体4(TR4) TR4是由定位于3p25.1上的NR2C2基因编码的一种核受体。TR4广泛表达于全身各器官组织，是多种启动子的转录激活因子，可通过与类视黄醇X受体(RXR)形成二聚体，从而激活共转录功能[20]。Du等[21]研究表明，TR4在ACTH腺瘤中过表达，可增强POMC的转录、ACTH的分泌、细胞增殖和肿瘤细胞侵袭，其机制主要是通过增强丝裂原活化蛋白激酶通路介导的TR4磷酸化来启动POMC转录。其中，TR4的DNA结合结构域对于TR4与GR的相互作用至关重要，二者相互结合，使得GR无法与POMC的启动子结合，消除GR对POMC表达的抑制作用[22]。此外，TR4本身是POMC转录激活的共刺激因子，可促进POMC的表达，从而导致ACTH过度生成[22-23]。目前TR4与库欣病的基础研究有限，尚无相关的临床研究。

2.3 孤核受体Nur77 孤核受体Nur77是由定位于12q13.13上的NR4A1基因编码的一种核受体，同时也被称为神经生长因子诱导因子-B，属于类固醇受体超家族[24]。该受体在肾上腺、胆囊及泌尿生殖系统中高表达。NR4A亚家族中还包含Nurr1、Nor1，二者分别由NR4A2、NR4A3基因编码。Nur77可与Nurr1、Nor1形成同二聚体或异二聚体参与基因表达的调节，同时可在代谢、免疫、细胞应激、记忆、胰岛素敏感性和心脏稳态等方面进行调控[25]。在HPA轴中，Nur77既可通过与促肾上腺皮质激素释放激素相互作用，与Nur反应元件结合，促进POMC表达[26]；也可通过与GC相互作用，进而与POMC启动子中的GC负反应元件结合，抑制POMC表达[27-28]。Tabuchi等[29]定量检测了库欣病患者和亚临床库欣病患者垂体瘤组织中POMC及相关因子的表达情况，发现二者POMC在mRNA表达水平上无显著差异(理论上库欣病患者POMC的表达量应比亚临床库欣病患者高)，而库欣病患者的Nur77水平显著高于亚临床库欣病患者，表明Nur77可抑制库欣病患者POMC的表达。可见在库欣病的激素调节机制中，Nur77通过与GC相互作用，抑制POMC表达的负反馈途径更为重要。

2.4 视黄酸受体(RAR)与RXR RAR是一类核受体，有RAR-α、RAR-β、RAR-γ 3种亚型，分别由定位于17q21.2上的NR1B1基因、3p24.2上的NR1B2基因、12q13.13上的NR1B3基因编码。RXR也是一类核受体，有RXR-α、RXR-β、RXR-γ 3种亚型，分别由定位于9q34.2上的NR2B1基因、6p21.32上的NR2B2基因、1q23.3上的NR2B3基因编码。RAR与RXR结构相似，二者在全身各组织及器官中均有一定量的表达[30-31]。RAR与RXR异源二聚化后，与特定的DNA序列-视黄酸反应元件结合，协同增强转录活性，也可抑制肿瘤细胞增殖、侵袭[32-33]。Uruno等[34]对小鼠ACTH肿瘤细胞(AtT20)进行研究，发现RAR-α激动剂(Am80)可使POMC的其中一种转录因子Tpit过表达，从而增加POMC的表达，而RAR抑制剂(LE540)的作用恰好相反。视黄酸可通过抑制分泌ACTH肿瘤细胞中激活蛋白-1、Nur77、Nurr1的转录活性，从而抑制POMC转录和ACTH生成[33]。Saito-Hakoda等[35]研究表明，RXR激动剂通过抑制转录因子Nur77与Nurr1表达，以及减少Nur77/Nurr1异二聚体与POMC启动子的结合，从而抑制AtT20增殖，促使其凋亡，并抑制POMC表达和ACTH分泌。贝沙罗丁是RXR激动剂，已用于治疗皮肤T淋巴细胞瘤、肺癌、白血病等恶性疾病的Ⅰ期/Ⅱ期/Ⅲ期临床试验，但尚无与库欣病相关的临床研究。

2.5 肝X受体(LXR) LXR有LXR-α和LXR-β两种亚型。LXR-α由定位于11p11.2上的NR1H3基因编码，LXR-β由定位于19q13.33上的NR1H2基因编码。LXR-α与LXR-β的结构类似，主要作用是调节脂代谢和炎性反应相关的转录过程，参与HPA轴的调节，可能是神经内分泌系统与代谢调节的桥梁之一[36-37]。研究表明，LXR-α与RXR-α形成异二聚体，直接结合至POMC启动子上以促进其转录，LXR-α可正向调节POMC的转录活性，相反，LXR-β过表达会降低POMC启动子的活性。因此，LXR-α/β比值可能是ACTH腺瘤中POMC基因表达的关键因素[38-39]。Cho等[40]在研究二甲双胍治疗糖尿病的分子机制时发现，二甲双胍可诱导AMP活化蛋白激酶/LXR-α磷酸化，抑制大鼠垂体细胞POMC转录，使ACTH、皮质醇水平均降低，从而导致糖异生受干扰。目前，LXR与库欣病的基础研究有限，尚无相关的临床研究。

2.6 过氧化物酶体增殖物活化受体(PPAR) PPAR有PPAR-α、PPAR-β/δ、PPAR-γ 3种亚型，分别由定位于22q13.31上的NR1C1基因、6p21.31上的NR1C2基因及3p25.2上的NR1C3基因编码，三者均属于类固醇受体超家族，具有核受体固有的结构。目前，关于PPAR的研究涉及各大系统疾病，如高血压、冠心病、糖尿病、肥胖、肿瘤等，其中关于PPAR-γ的研究最多。PPAR-γ可与RXR形成异二聚体，调控各种基因转录，从而对脂代谢、脂肪形成、细胞分裂及凋亡等多种生物学过程进行调节[41]。Bogazzi等[42]研究表明，PPAR-γ高度表达于每一个正常垂体分泌细胞谱系。PPAR-γ激动剂如罗格列酮可通过磷脂酰肌醇3激酶通路诱导ACTH腺瘤细胞凋亡、抑制POMC表达及ACTH分泌[43-44]。目前，关于罗格列酮用于治疗库欣病尚有争议。多项临床研究表明，短期内罗格列酮可能对部分库欣病患者有效，但长期观察显示，该药并不能改善库欣病患者的症状，也不能抑制ACTH分泌[45-48]。

综上所述，关于库欣病的相关分子机制研究涵盖了POMC与ACTH的产生及分泌过程，如果该过程产生异常，可致垂体ACTH细胞过度增殖，ACTH过度生成与分泌，从而导致下游发生一系列反应。目前对库欣病的研究热点为USP8及相关核受体。USP8基因突变在库欣病的发病中起重要作用。与库欣病相关的核受体如GR、Nur77、PPAR、RAR与RXR与库欣病的研究较多，而TR4、LXR在库欣病的发病机制及治疗中的作用有待深入研究。总之，对USP8及核受体的进一步研究有助于库欣病的早期诊断和靶向治疗。