雌激素及其受体在克罗恩病发生和发展中作用的研究进展

武国智，安丽娜，刘 敏，王玉平，郭庆红*

(1.兰州大学 第一临床医学院，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学第一医院 消化科 甘肃省胃肠病重点实验室，甘肃 兰州 730000)

克罗恩病(Crohn’s disease，CD)是由于环境因素作用于具有遗传易感性以及肠道菌群紊乱的个体，导致黏膜免疫反应的异常和上皮细胞屏障功能受损的自身免疫性疾病。现有的研究表明，CD的发生可能涉及机体内分泌激素的失调(包括性激素、脂肪因子[1]、脑肠肽[2-3]、维生素D[4]等)。其中，性激素分泌水平的变化有可能通过表观遗传学途径参与CD的发生发展。临床研究发现女性群体具有更低的CD发病风险[5-7]，这提示女性体内的雌激素水平的变化或者作用途径的不同可能会影响肠道的炎性反应。目前也发现雌激素的使用对于胃肠道疾病的治疗存在极大的优势[8]。总体来看，这些结果支持雌激素参与CD发病的假说，本文现着重对雌激素及其受体在CD的发生和发展中的作用作一综述。

1 雌激素与胃肠道疾病

雌激素在胃肠道疾病中的作用是复杂的，越来越多证据开始强调雌激素与炎性反应的关系。在小鼠模型中雌二醇(estradiol, E2)可以通过下调IL-6、TNF-α、IFN-γ、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)和巨噬细胞炎性蛋白-1α(microphage inflammatory protein-1α,MIP-1α)等炎性因子的表达，抑制NO合酶活性并减少炎性细胞的聚集[9-10]。在使用E2处理后，盲肠黏膜中几乎没有观察到炎性浸润与异型增生；同时，观察到盲肠中IFN-c、CXCL9和 IL-10等炎性因子的表达也发生显著降低[8]，这一发现进一步佐证了雌激素对肠道黏膜的保护作用，而且发现上述炎性因子的水平与疾病的活动程度密切相关，其表达的下降表明雌激素能够降低机体细胞的炎性反应敏感性并减轻疾病的严重程度。值得指出的是，CD患者出现的胃肠道症状也与体内雌激素水平密切相关[11-13]，可能与雌激素激增导致肠蠕动降低和疼痛感增强有关。目前的研究表明，雌激素水平的降低，会使肠道黏膜失去保护作用，女性体内的E2已被证明可以减少全结肠的炎性浸润和组织学损伤并且促进肠道黏膜损伤的恢复。需要进一步的研究验证这一效应背后的分子机制。

2 G蛋白耦联雌激素受体

雌激素对机体生理及病理生理的作用由膜结合的G蛋白耦联雌激素受体(G protein-coupled estrogen receptor, GPER)、核受体家族的核雌激素受体α(estrogen receptor α, ERα)和β(ERβ)所介导[14-15]。CD患者存在GPER、ERα和ERβ表达水平的失调，致使局部黏膜免疫反应的异常。具体表现在CD患者肠黏膜中GPER的过表达，ERα表达的上调以及ERβ表达的下调[16-19]。同时GPER表达的失调也可能参与影响核雌激素受体的表达水平，在一定的条件下，能够上调ERα的表达[20]，这对于更好地理解结肠中的雌激素信号之间的相互调节是至关重要的。GPER与ERα和ERβ在细胞核和质膜上的功能有所不同，作为一种仅限于细胞膜的整合蛋白，这类雌激素受体无法直接调控基因的表达，而是通过激活改变转录因子活性来间接进行调控[20]。目前认为CD患者中GPER表达水平的改变可能起着调节免疫应答的作用，但是关于GPER的过表达对免疫相关基因及通路调节的影响尚无完整报道，因此关于肠道局部GPER表达水平改变对炎性反应的影响仍需进一步验证。当前仅清楚GPER的激活常参与MAPK/ERK通路级联激活反应以及免疫应答相关基因、非编码RNA(miR-145、miR-148-5p和miR-592)的表达水平的改变[19]。在三硝基苯磺酸诱导的小鼠CD模型发现，雌激素受体激动剂和拮抗剂对GPER活性的调节对结肠炎的发生具有重要的影响[9]，在使用E2或G1(GPER激动剂)后能够有效降低GPER的表达水平。小鼠CD模型中存在肠道Stat3等免疫调节基因表达增加，GPER激活能够阻断这种促炎因子依赖性通路[16]，明显降低免疫相关基因表达水平。另外，GPER也可能通过激活cAMP/PKA/CREB信号通路，调节鱼类模型中IL-1、IL-10、前列腺素内源性过氧化物合成酶2和前列腺素D2合成酶等炎性介质的表达[21]。当使用GPER抑制剂时，能够明显观察到免疫细胞浸润及结肠溃疡、肉芽肿的发生。相对而言，激活GPER能够改善疾病活动程度，降低致死率[18]。越来越多的证据表明，GPER在几种主要细胞信号通路的调控中起着至关重要的作用。在这些研究中指出GPER通过自主发挥作用，抑制黏膜的炎性反应。然而目前更多的研究都集中在ERα和ERβ在胃肠道中的作用，关于GPER在肠道炎性反应过程中的作用以及对CD患者的疾病严重程度和预后的研究仍较有限。

3 雌激素主要通过ERα与ERβ参与胃肠生理活动

以往研究认为，雌激素主要是通过ERα与ERβ来参与胃肠生理活动，17β-E2通过其两个核受体ERα和ERβ构成的信号通路是转录调控的重要靶点。其中，ERβ在正常肠道组织中的高表达调节着肠道上皮的增殖、分化，维持肠道正常屏障功能，其特异性信号影响E2依赖的调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs)分化来进行免疫调控[22-23]。一项小鼠模型中，在ERβ高表达情况下能够降低右旋糖酐硫酸钠诱导的结肠炎的风险[24]。大鼠模型中观察到雌激素及ERβ信号能够参与转录水平调控、改变肠道上皮的通透性并且抑制炎性反应活动性[25]。然而当减弱ERβ信号传导时，IL-6和IFN-γ等炎性介质的表达则显著增加[23],从而加重回结肠炎性反应。此外，在ERα缺陷小鼠中发现，盲肠严重炎性反应的情况明显减少。可能通过阻断ERα的信号传递后会减少IFN-γ等炎性介质的产生；其次，也有可能通过剩余的功能受体ERβ优先发出信号降低了IL-12、IL-17a、CXCL9和IFN-c等炎性介质的表达[7]。除此之外，GPER也可与核雌激素受体相互作用。GPER激活导致ERα在胞质内的积聚，而受体抑制则使ERα向细胞核转移[19]，这提示GPER与ERα可以协同促进CD的炎性反应。因为ERα与ERβ特异性信号的基因组和非基因组效应常呈相互拮抗作用，在局部ERα的缺失及阻断可能促进ERβ优先传递信号进而对结肠黏膜产生保护作用。

特定细胞中ERα/ERβ比值改变对于雌激素介导的细胞效应亦具有重要的意义，血清中ERβ/ERα比值与CD的临床和内镜活动呈现负相关性[17, 26]。CD患者常伴有外周血T细胞ERα表达显著增加，回肠末端、外周血T细胞和炎性反应组织ERβ的表达明显降低,且疾病活动程度(血浆IL-6水平)越高,ERβ表达的降低越显著[25]。这也从侧面表明调节肠道IL-6水平有助于上调ERβ表达和改善肠道炎性反应。此外，ERβ/ERα比值的改变亦有希望作为疾病活动的生物标志物。但是在ERβ/ERα比值变化的情况下，对GPER活性的影响尚不清楚，这可以作为未来研究的一个重要领域，进一步探讨3种受体间的相互作用机制及对CD发生发展的影响。

4 问题与展望

本文论述了雌激素可能通过GPER启动了不同信号分子和传导途径，通过核雌激素受体ERα与ERβ直接调控雌激素基因组，进而影响CD的发生发展与炎性反应程度。虽然目前在动物和其他疾病模型中探索了雌激素及其受体对炎性反应的调节作用，但是在人CD中这种作用仍旧不明，未来还需要更多的研究从分子与基因层面探讨雌激素激活受体后对下游通路的具体调控机制。另外，也应该更多地使用生物化学和细胞生物学等方法来探索GPER和经典核雌激素受体(ERα、ERβ)之间的相互作用。最后，对CD发病机制的研究与总结也为未来疾病的靶向治疗提供思考。目前，不仅有所熟知的TNF-α拮抗剂(TNF-α拮抗剂部分通过增强ERβ特异性信号而发挥作用)，而且也开始有越来越多的动物试验开始评价使用GPER激动剂和抑制剂来调控免疫相关基因的表达，类似的也可以使用ERα、ERβ特异性激动剂和拮抗剂来调节CD肠道炎性反应,不过目前尚未开展针对该靶点及其下游分子的药物临床试验，对其疗效和安全性知之甚少。因此，针对雌激素及其受体靶点有望成为CD机制研究的热点及新兴的治疗手段。