雄激素受体基因GGN重复序列与雄激素相关肿瘤关系研究进展

刘经纬，胡 星，邹军荣，邹晓峰

（1.赣南医学院2018级硕士研究生；2.赣南医学院2019级硕士研究生；3.赣南医学院第一附属医院泌尿外科研究所，江西 赣州 341000）

雄激素受体（Aandrogen receptor，AR）可通过雄激素实现对靶基因的调控作用，可被多种细胞因子激活进而调节下游基因表达，参与人体多项生命活动，而异常表达的AR 则与肿瘤、不孕不育疾病、反复自然流产、尿道下裂、隐睾、血脂异常等多种疾病相关。AR 基因的第1 外显子GGN 重复序列是AR多态性与疾病研究的一大热点。近来，关于GGN 重复序列长度、GGN 表达水平与疾病关系研究的报道越来越多，同时也在多种疾病的发生、发展及预后等方面存在争议，且其具体的机制研究尚不明确。本文就近些年雄激素受体基因GGN 重复序列在雄激素相关肿瘤方面的研究进展作一综述。

1 AR结构

AR 属核受体的甾体激素类，是配体依赖性的反式转录调节蛋白，其基因位于Xq11-12，包括8 个外显子及7 个内含子。AR 由N 末端反式激活域（NTD）、DNA 结合域（DBD）、C 端配体结合域（LBD）和铰链区四个主要功能域组成。NTD 是由第1外显子编码，参与AR 基因转录的激活，该区包含聚谷氨酰胺（CAG）、聚甘氨酸（GGC）两个重复序列，且重复序列长度在不同人群中是有差异的。DBD 为DNA结合区域，负责DNA 应答元件的特异性识别、信号核定位、与多种蛋白质的结合，同时还是一个乙酰化、泛素化和甲基化靶点［1］。LBD 可对配体进行识别，引导特定信号通路的选择，该区域结构发生改变可影响AR 对配体的亲和力［2］。铰链区为DBD 和LBD 连接的区域，具有参与AR 二聚体的形成、调节DNA的结合、AR的转录活性等重要功能。

2 AR 的激活及其在肿瘤中发挥作用的机制

正常情况下，AR 与热休克蛋白HSP90 结合以无活性状态存在于细胞质内，当其与双氢睾酮（DHT）结合后，AR 从热休克蛋白上脱落，并暴露核定位信号，被引导进入细胞核内。入核后特异性识别靶基因，激活多种辅助因子，启动基因转录而发挥作用。

AR 以多种作用机制在肿瘤的发生、发展等方面发挥作用。低水平的AR 可能会促进上皮间质转化（EMT），最终促进肿瘤上皮细胞的转移扩散，并且是复发性去势抵抗性肿瘤前列腺癌细胞转移行为的潜在生化基础。AR 可影响组织因子（TF）的表达水平，促进肿瘤组织血管的生成。AR 活性下降能抑制MAPK家族ERK1/2磷酸化，进而增加肿瘤细胞的迁移和侵袭能力，同时发挥耐药作用［3］。AR 可诱导microRNA产生［4］，并调控microRNA影响肿瘤细胞的生物学行为［5］；AR 还可通过调控lncRNA、ceRNA，与lncRNA、ceRNA 相互调控的方式发挥作用［6］。此外，AR 可通过降低TGF-β 受体水平、降解细胞周期调节蛋白、与AR 共激活剂协同工作、自分泌或旁分泌机制刺激表皮生长因子受体合成等多种途径发挥作用。

3 AR与GGN重复序列

AR 的表达水平受AR 基因的多态性影响，位于AR 基因的NTD 中三核苷酸重复区域GGC、CAG 直接决定AR 的分子多样性［7］。重复序列GGN 可变长度在正常人群中为10～30［8］，研究显示较短的GGN重复序列通常会导致较高的AR 反式激活活性，而较长的重复序列则会导致活性降低［9］；此外，GGN重复序列长度可影响蛋白水平，较短的等位基因形式会产生较高的AR蛋白水平［10］。

4 GGN重复序列与雄激素相关肿瘤关系

GGN 重复序列长度是AR 多态性的重要决定因素，直接影响AR 的转录活性，且在前列腺癌、睾丸癌、乳腺癌等多种肿瘤中均发现异常表达，表达情况与肿瘤发生、发展、临床病理特征及患者的预后情况密切相关。

4.1 GGN 重复序列与睾丸癌睾丸生殖细胞癌（SE）主要发生在15～44岁的男性中，是年轻男性中最常见的癌症之一。在组织学上可分为两类：精原细胞瘤（SEs）和非精原细胞瘤（NSE）。AR 与睾丸癌关系密切，雄激素/AR 信号转导对于睾丸正常发育和功能发挥是必不可少的，当AR 基因功能缺失或突变时可导致睾丸肿瘤的发生［11］。有研究表明AR在SEs 细胞中比在NSE 细胞中表达量更高，雄激素/AR信号的激活在体内和体外均能抑制SE细胞的生长，从而抑制雄激素/AR信号以促进SE细胞生长［12］。

JIANG W 等［8］的Meta 分析发现GGN 重复序列长度＞23 与睾丸癌风险增加有关，VASTERMARK等［13］的研究给出了截然相反的观点，认为短GGN重复序列与睾丸癌的危险性、转移性有关。BOGEFORS K等［14］在AR 基因与睾丸生殖细胞癌治疗后精子恢复情况的研究中发现，雄激素受体基因CAG和GGN的重复序列长度是睾丸生殖细胞癌治疗后精子发生恢复的预测指标。

4.2 GGN重复序列与前列腺癌前列腺癌是一类雄激素依赖性肿瘤，去势治疗在前列腺癌的早期能发挥良好的治疗效果，晚期由于AR 的异常激活常使去势效果不满意。AR 参与了前列腺癌的恶性进展及转移，AR-V1、AR-V4 在前列腺癌中呈高表达，且表达量与肿瘤等级呈正相关［15］，AR-V7 可作为预测去势抵抗性前列腺癌复发和预后的一项重要生化指标［16］。

目前GGN 重复序列长度与前列腺癌风险关系尚存在争议，但绝大部分研究认为短GGN 重复序列会增加前列腺癌的危险性，ZEEGERS MP 等［17］Meta分析研究发现GGN重复序列长度≤16的男性患前列腺癌的风险比GGN 重复序列长度≥16 的男性高31%。LI J 等［18］的Meta 分析提出了相反的观点，认为GGN 重复序列长短不会增加前列腺癌的风险。GGN 重复序列长度与前列腺癌风险关系尚未达成共识，可能与GGN 重复序列长度的长短划分暂无统一标准有关，且地区和人种不同也可能会带来结果上的差异。德国和尼日利亚人种均报道短GGN 重复序列长度与前列腺癌风险无关，而基于中国人的病例对照研究发现中国人有较长的GGN 重复序列，重复长度中位值为23，与重复序列长度≥23 的男性相比，GGN重复序列长度短于23的男性患前列腺癌的风险增加了12%［19］；且同一国家不同地区GGN重复序列长度也存在差异，在中国携带23 个GGN 重复序列的汉族女性数量明显少于回族女性［20］，印度南部、北部地区GGN 重复序列与前列腺癌风险的关系表现出明显的差异［21］。RODRIGUZE GG［22］通过对72 例前列腺癌根治术患者的术后病理标本进行PCR、免疫组织化学及基因测序检测，发现AR 基因中较短的CAG和GGN重复序列与人前列腺癌中AR信号强度增加有关，并与疾病的侵袭性有关。

4.3 GGN重复序列与乳腺癌乳腺癌是一种激素依赖性肿瘤，AR 正常情况下抑制乳腺上皮细胞增殖，在女性绝经、肥胖患者、雌激素水平大幅度下降的情况下，AR 可促进雄激素向雌激素转变；当AR发生突变时，可与雌激素反应原件结合激活雌激素调节基因，与雌激素协同作用促进乳腺上皮细胞增殖［23］。此外，雄激素的一些代谢产物也可刺激乳腺上皮细胞的增殖，AR 还可通过MAPK-ER/PR 信号通路参与乳腺的上皮细胞的增殖。AR 在乳腺癌所有分子分型中均有表达，早期乳腺癌中AR 的表达量显著高于晚期乳腺癌，AR 高表达可能作为乳腺癌良好预后的指标［24］。AR 还与多种分子分型的乳腺癌预后有着密切的关系，其中在ERα 阳性乳腺癌中，AR/ER≥2 显示更具侵袭性的病理生物学特征［25］，提示该比值有可能作为乳腺癌具有更差预后的独立指标。

NICOLA MS 等［26］在一项年轻女性乳腺癌风险与雄激素受体（CAG）n 和（GGC）n 多态性的病例对照研究中发现：GGN 重复序列长度≥17 与乳腺癌风险显著降低有关，且未发现GGN重复序列和CAG重复序列的组合作用。ANA G 等［27］研究发现在雄激素受体基因的外显子1 上携带大量CAG 和GGN 重复序列的女性患乳腺癌的风险增加，并对CAG、GGN重复序列长度进行组合，发现CAG 重复序列长度＞22 且GGN 重复序列长度＞24 组的女性患乳腺癌的风险最高。

4.4 GGN 重复序列与子宫内膜癌AR 与子宫内膜癌的发生、发展和预后有密切的关系。子宫内膜癌细胞几乎均有AR 的表达，AR 在子宫内膜癌中的表达随患者国际妇产科协会（International federation of gynecology and obstetrics，FIGO）分期、组织病理分级的升高而下降，其中子宫内膜癌组织中AR 阳性表达率最高，不典型增生子宫内膜AR 表达稍低。此外，AR 的表达与雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）的表达呈正相关。李凡等［28］对383 例子宫内膜癌患者的研究发现AR 表达阴性患者无复发生存时间短于AR 表达阳性患者，且子宫内膜癌的病理分型及AR 表达情况是子宫内膜癌复发的两个重要影响因素，通过干预AR 的表达可延缓或控制子宫内膜癌病情的发展。有研究显示，子宫内膜癌患者的CAG 和GGN 等位基因比正常健康对照组的CAG和GGN 等位基因长［29］，提示雄激素受体基因中CAG和GGN 短重复序列可能与子宫内膜癌的良好预后有关。

4.5 GGN 重复序列与卵巢癌雄激素/AR 信号转导在卵巢癌发生、发展中起着重要作用，原发性恶性卵巢肿瘤约90%是上皮性卵巢癌，在绝大多数的上皮性卵巢癌中均能检测到AR 的表达。AR 可通过降低TGF-β 受体水平、降解卵巢癌细胞周期调节蛋白P27、与AR 共激活剂协同工作、自分泌或旁分泌机制刺激表皮生长因子受体（EGFR）的合成等促进细胞增殖、迁移、侵袭和血管生成，抑制肿瘤细胞凋亡［30］。此外，IL-6和IL-8高表达可激活AR促进上皮性卵巢癌的增殖，且IL-6和IL-8存在交互作用，这可能是通过MAPK途径和Src活化来实现的［31］；治疗上雄激素合成抑制剂、AR 受体阻断剂已广泛应用于卵巢癌的临床治疗；沉默AR 可下调多个化疗相关抗性基因的表达，并将紫杉醇抗性细胞对紫杉醇的敏感性提升3倍，AR 可能是预测患者治疗结果的潜在生物标志物，AR 高表达可改善卵巢癌5年无病生存率和总体生存率，预示着上皮性卵巢癌预后良好［32］。

GGN 重复序列与卵巢癌的关系研究，孟祥瑞等［33］在中国女性上皮性卵巢癌病例对照研究中尚未发现GGN 重复序列长度与疾病风险的关系；LUDWIG AH等［34］在对波兰中部215例卵巢癌和352例对照的GGN 重复序列研究中发现：高加索女性的GGN 重复序列长度在11～24 之间，GGN 重复长度越长，卵巢癌发病风险越低，且GGN 重复序列长度每增加1，卵巢癌的患病风险下降16%。

5 展 望

AR 在多种肿瘤中异常表达，大量研究证实AR在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用，GGN 重复序列作为AR 基因的重要组成部分，直接决定了AR 的多态性。近年来，GGN 重复序列长度和表达水平在肿瘤中的作用受到的关注越来越多，越来越多有关的作用机制及与其有交互作用的信号通路被发现，为肿瘤的诊断和治疗提供了更多的理论依据。然而，目前对GGN 重复序列在肿瘤中的作用尚未完全研究透彻。因此，非常需要进一步的研究做出更透彻的解释，为肿瘤的诊断和治疗提供新的有效手段，并为新型抗癌药物的研发提供新的线索和思路。