高世勇,呂鳳,許東旭
(哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥物工程技術(shù)研究中心,黑龍江 哈爾濱 150076)
雌激素信號在人類乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中至關(guān)重要。在過去幾十年中,人們致力于研究雌激素信號通路在乳腺癌中的潛在作用機(jī)制,并發(fā)展了抗雌激素療法。研究發(fā)現(xiàn),雌激素的多種活性由雌激素受體(estrogen receptor,ER)介導(dǎo)。雌激素能夠上調(diào)c-Myc 和cyclinD1 的表達(dá)和功能,激活細(xì)胞周期蛋白E-Cdk2 復(fù)合物,并加快乳腺上皮細(xì)胞從G1 期到S 期的細(xì)胞周期進(jìn)程[1]。因此普遍認(rèn)為ER 能夠促進(jìn)雌激素靶基因的表達(dá),導(dǎo)致雌激素刺激的乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。當(dāng)前有2 種已鑒定的ER——ERα 和ERβ,它們都是刺激靶基因轉(zhuǎn)錄的配體激活的轉(zhuǎn)錄因子[2]。但是,并不是所有由ER 介導(dǎo)的活性都是通過對基因轉(zhuǎn)錄的直接作用來實(shí)現(xiàn)的。研究發(fā)現(xiàn),還存在另一種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,其涉及細(xì)胞質(zhì)信號蛋白、生長因子受體和其他膜啟動(dòng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,被稱為非經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。研究表明,G 蛋白偶聯(lián)ER(G protein-coupled estrogen receptor,GPER/GPR30)介導(dǎo)了對雌激素的快速、非基因組反應(yīng)[3]。乳腺癌細(xì)胞中非基因組雌激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也已被證實(shí)可促進(jìn)細(xì)胞增殖和存活??焖俚姆腔蚪M雌激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與乳腺癌細(xì)胞中雌激素誘導(dǎo)的增殖有關(guān)。因此,ER 與乳腺癌具有相關(guān)性。本文對ER 結(jié)構(gòu)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及ER 與乳腺癌相關(guān)性研究進(jìn)展進(jìn)行重點(diǎn)介紹,以期為設(shè)計(jì)新穎的乳腺癌治療候選藥物提供思路。
雌激素是一類多效性類固醇,在多種組織生長和分化的過程中具有調(diào)節(jié)作用。雌激素家族包括雌酮(estrone,E1),雌二醇(17β-estradiol,E2)和雌三醇(estriol,E3)。E1 于1929 年首次從妊娠馬尿中以結(jié)晶狀態(tài)被提制出來[4]。E1 通常由特殊的腹部脂肪細(xì)胞產(chǎn)生,自然絕經(jīng)的女性體內(nèi)的雌激素主要為E1。在懷孕期間,女性體內(nèi)的E1 含量較高,此外,腎上腺皮質(zhì)中E1 含量也較高。E2 于1935 年從妊娠馬尿中首次被提取。有研究表明E2 主要產(chǎn)生于乳房、大腦和脂肪組織,由細(xì)胞色素P450 酶將睪丸激素和雄烯二酮轉(zhuǎn)化為E2。E3 主要在妊娠期間由硫酸16-羥基脫氫表雄酮、17β-E2 或睪丸激素芳香化形成的E2 產(chǎn)生,而E1 則由雄烯二酮芳香化產(chǎn)生[5]。雌激素周期性的生成與分泌對細(xì)胞生長和分化及人類第二特征的發(fā)育具有至關(guān)重要的作用。雌激素對女性的乳房、子宮內(nèi)膜的發(fā)育及月經(jīng)具有調(diào)節(jié)作用。E2 對女性生殖器官的形成以及骨骼、心血管和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育均具有調(diào)控作用,且對胎兒大腦的形成與發(fā)育具有重要影響。同時(shí),雌激素可促進(jìn)男性精子的成熟[6]。
ER 是配體依賴的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,屬于核受體超家族成員[7],雌激素可通過與ER 特異性結(jié)合發(fā)揮作用。ER 作為一種古老的蛋白質(zhì),在所有脊椎動(dòng)物及部分無脊椎動(dòng)物體內(nèi)均有表達(dá)[8]。ER 位于細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核,根據(jù)ER 所在位置的不同可分為兩大類:一類是位于細(xì)胞核內(nèi)的ER,其被稱為經(jīng)典的核受體,包括ERα 和ERβ,它們可通過對特異性靶基因的轉(zhuǎn)錄的調(diào)控發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng);第二類為位于質(zhì)膜的膜性受體,包括經(jīng)典核受體的膜性成分及G 蛋白偶聯(lián)受體家族的GPR30(GPER-1)、Gαq-ER 和質(zhì)膜相關(guān)的ER(ER-X),它們可通過第二信使調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄,間接地發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。
1986 年,Greene 等[9]克隆出雌激素受體,這是第一個(gè)雌激素結(jié)合蛋白受體,現(xiàn)在被稱為ERα。1996 年,Kuiper 等[10]發(fā)現(xiàn)并克隆出一種新的ER,并將其命名為ERβ。ERα 和ERβ 基因位于不同的染色體上,分別位于6q25.1 和14q23.2 上。ERα 與ERβ 具有相同的結(jié)構(gòu)體系,兩者均由3 個(gè)獨(dú)立但相互作用的功能結(jié)構(gòu)域組成:NH2末端域(NTD)、DNA 結(jié)合域(DBD)和COOH 末端配體結(jié)合域(LBD)。除在NTD 外,這2 個(gè)受體具有高度的氨基酸序列同源性。NTD 包含一個(gè)與靶基因轉(zhuǎn)錄激活有關(guān)且不依賴配體的激活功能(AF1)域,NTD在ERα 和ERβ 之間只有16%的相似性。而DBD在ERα 與ERβ 之間的相似性極高,具有97%的氨基酸同一性LBD 在ERα 與ERβ 之間具有59%的氨基酸序列同一性,但兩個(gè)亞型的LBD 僅在結(jié)構(gòu)上有細(xì)微差別,而這微小的結(jié)構(gòu)差異使得其所結(jié)合配體有所不同。LBD 中含有激素依賴的激活功能區(qū)2(activation function 2,AF2),其對配體結(jié)合和受體二聚化具有重要意義。共激活因子NCOA1、NCOA2、NCOA3、CREBBP、PPARBP、P68 和SRA 等與共抑制因子NCOR1、NRIP 等的蛋白質(zhì)可以與配體結(jié)合的ERα 或ERβ 相互作用,影響ER 的激活或激活ER 抑制基因[11]。
ERα 與ERβ 通過募集不同的轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)因子(CoR)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄,這些CoR 對基因的活化或抑制發(fā)揮著重要作用。但是這些CoR 中只有不到50%是ERα 與ERβ 所共有的,表明ERα 與ERβ 之間的差異可能有利于兩種受體亞型發(fā)揮不同作用[12]。對激動(dòng)劑E2與拮抗劑他莫昔芬(Tam)、雷洛昔芬(Ral)、氟維司群(ICI 182780,ICI)分別與ERα 結(jié)合所形成的復(fù)合物進(jìn)行的比較分析表明,ER 配體之間存在顯著差異,這與它們的生物學(xué)活性有關(guān)。特別是具有E2 依賴性的核ERα 與E2 形成的復(fù)合物和Tam、Ral 或ICI 與E2 結(jié)合形成的復(fù)合物不同且更為復(fù)雜,Tam、Ral 或ICI 與E2 形成的復(fù)合物彼此之間又存在顯著差異[13]。
GPR30 是20 世紀(jì)90 年代發(fā)現(xiàn)的一種ER,但是直到2005 年才被確定為一種新的ER。最初,人們觀察到雌激素可刺激乳腺癌MCF-7 細(xì)胞(ERα 陽性)產(chǎn)生cAMP,于是將這種現(xiàn)象歸因于ERα 的活化。但雌激素的刺激并不能使MDA-MB-231 細(xì)胞(ERα陰性)產(chǎn)生cAMP,所以人們認(rèn)為GPR30 是與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的非核ER 蛋白。現(xiàn)已知產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是MCF-7 細(xì)胞表達(dá)GPR30,而MDA-MB-231 細(xì)胞不表達(dá)。GPR30 既與ERα 和ERβ 有很大的不同,又與其有一定的相似性。例如GPR30 在分子結(jié)構(gòu)、配體特異性、作用方式以及介導(dǎo)效應(yīng)等方面與ERα 和ERβ均有較大的差異。但是,上述受體都能與E2結(jié)合,這可能是因?yàn)樗鼈兊呐潴w結(jié)構(gòu)域相同。GPR30 是一種G 蛋白偶聯(lián)的七跨膜受體,位于7p22.3 染色體上,由3 個(gè)外顯子組成。不同物種間的GPR30 蛋白結(jié)構(gòu)具有差異性,其中人的GPR30 包含375 個(gè)氨基酸,理論相對分子質(zhì)量約為41 000。有報(bào)道稱,GPR30定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,并且存在于質(zhì)膜中[14-15]。與其他G 蛋白偶聯(lián)受體相同,GPR30 的N 末端位于細(xì)胞外,而羧基末端位于細(xì)胞內(nèi)。配體可能與N-末端結(jié)構(gòu)域締合以激活受體。GPR30 對E2 具有高親和力,GPR30 與E2 結(jié)合可迅速而短暫地激活許多細(xì)胞內(nèi)信號通路。雌激素激活該受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑導(dǎo)致cAMP 產(chǎn)生增加、細(xì)胞內(nèi)鈣和磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸酯的合成增加、表皮生長因子受體(EGFR)反式激活以及諸如胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的下游活化。E2 刺激細(xì)胞后,在快速非基因組信號傳遞中,GPR30 起主要作用。
ER-X 既不屬于經(jīng)典的核受體,也不是核受體的變異體,它與ERα 有相同的DBD 區(qū)域,但它不是ERα 的剪切體,可能是由一種新的基因轉(zhuǎn)錄而來。高表達(dá)的ER-X 見于野生型與ERα基因敲除鼠、出生1 ~ 7 d 后的轉(zhuǎn)基因阿爾茨海默病模型鼠的新皮質(zhì)、下丘腦及小腦,缺血性腦損傷或可誘導(dǎo)ER-X 的表達(dá)。ER-X 可能具有引導(dǎo)腦自分泌和旁分泌的功能,有保護(hù)神經(jīng)元的作用。在穩(wěn)態(tài)條件下,ER-X 主要存在于核內(nèi),并且在功能域、結(jié)合親和力和配體特異性方面與ERα 和ERβ 存在差異。E2 作用于乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生的某些反應(yīng),如雌激素對不含雌激素共有應(yīng)答元件(ERE)細(xì)胞的調(diào)節(jié)能力,以及雌激素的快速作用,可以通過ER-X 來解釋。雖然雌激素快速反應(yīng)似乎與經(jīng)由核內(nèi)受體的直接轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)不一致,但是ER-X 可能與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑偶聯(lián),與生長因子的快速活化有關(guān)[16]。用全細(xì)胞記錄方法在GPR30敲除豚鼠的弓狀核實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一種依賴Gαq 蛋白的膜性受體[17],其不同于其他膜性受體而是一種調(diào)節(jié)B 型γ-氨基丁酸受體(GABAB受體)去敏感化的ER,主要通過Gαq 蛋白激活磷脂酶C 升高環(huán)磷酸腺苷(cAMP)、調(diào)控蛋白激酶A(PKA),并最終改變基因的轉(zhuǎn)錄活性[18]。這是2 種新的ER,目前對ER-X 和Gαq-ER 的研究并不多,有待進(jìn)一步探索。
ER 介導(dǎo)2 種不同類型的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,通常稱為基因組途徑和非基因組途徑。ERα 和ERβ 是控制各種生理過程的核受體超家族的成員,而它們的調(diào)控作用通常被認(rèn)為是通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄來完成的[19]。ER 能夠利用多種機(jī)制激活或抑制其靶基因的轉(zhuǎn)錄。這些機(jī)制包括:1)配體同受體結(jié)合與DNA 在雌激素應(yīng)答元件上的直接相互作用,然后募集轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)因子或介體復(fù)合物[20]。2)與配體結(jié)合的ER 與其他轉(zhuǎn)錄因子如激活蛋白-1(AP-1)、特異性蛋白1(Sp1)或核因子κB(NF-κB)之間相互作用[21-22]。許多雌激素反應(yīng)性基因的啟動(dòng)子可能只包含ERE 的一半位點(diǎn)序列,而不是完整的ERE,與配體結(jié)合的ERα 或ERβ 可以與AP-1、Sp1 或NF-κB 形成蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物,然后與ERα 或ERβ 的反應(yīng)元件結(jié)合在調(diào)控基因的啟動(dòng)子中。3)通過隔離常見轉(zhuǎn)錄成分間接調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[23]。4)通過MAPK/ERK 途徑直接磷酸化和活化未結(jié)合的ER 受體[24]。此外,ER 通過這些機(jī)制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的能力似乎是細(xì)胞類型特異性的,這可能是由于每種細(xì)胞類型中可用的轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)因子的補(bǔ)體差異所致[25-26]。同樣,轉(zhuǎn)錄調(diào)控取決于配體的性質(zhì),各種天然和合成的選擇性ER 調(diào)節(jié)劑(selective estrogen receptor modulator,SERM)通過這些機(jī)制充當(dāng)ER 的激動(dòng)劑或拮抗劑。
GPR30 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑為非基因組信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。非基因組信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),在雌激素刺激后幾分鐘之內(nèi)即可在細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞膜上啟動(dòng),又被稱為快速信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑??焖傩盘栟D(zhuǎn)導(dǎo)途徑由與質(zhì)膜相關(guān)的雌激素結(jié)合蛋白介導(dǎo),并通過各種細(xì)胞質(zhì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,如通過生長因子受體和G 蛋白偶聯(lián)受體信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白[27]。此外,在子宮和卵巢細(xì)胞以及骨、血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了這種雌激素信號,表明快速、非基因組的雌激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)參與了各種生理和病理活動(dòng)[28]。目前已證實(shí)乳腺癌細(xì)胞中的非基因組信號轉(zhuǎn)導(dǎo)對乳腺癌細(xì)胞具有增殖促進(jìn)作用[29]。
E2 可與膜受體GPR30 結(jié)合,導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞系中三聚體G 蛋白活化,活化的三聚體G 蛋白中的α 亞基誘導(dǎo)腺苷酸環(huán)化酶活化,并使α5β1 整聯(lián)蛋白活化,從而釋放細(xì)胞內(nèi)金屬蛋白酶以及結(jié)合肝素的EGF 樣生長因子(HB-EGF)[30]。HB-EGF 可引起EGFR 的反式激活,激活ERK1/2 MAPK 和Akt 途徑。GPR30/EGFR 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)乳腺癌患者癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)中細(xì)胞周期調(diào)控基因的表達(dá),表明乳腺癌細(xì)胞與CAF 之間存在功能性相互作用。此外,GPR30 信號級聯(lián)反應(yīng)的激活觸發(fā)了低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)和依賴性血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達(dá),表明GPR30 參與乳腺癌的血管生成和進(jìn)一步發(fā)展。另一方面,Broselid 等[31]認(rèn)為,GPR30 可以通過與膜相關(guān)鳥苷酸激酶和蛋白激酶A-錨定蛋白5形成膜復(fù)合物來抑制cAMP 的產(chǎn)生,同時(shí),乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的鈣離子水平也會(huì)發(fā)生改變,表明E2 可與膜受體GPR30 結(jié)合,激活相關(guān)通路,從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖,同時(shí),這些途徑的激活也可能激活與腫瘤細(xì)胞存活有關(guān)的基因,使腫瘤細(xì)胞的活性增強(qiáng)。在ERα 陰性且GPR30 陽性的SKBR-3 細(xì)胞中,E2 通過激活GPR30/EGFR/MAPK 信號級聯(lián)反應(yīng)誘導(dǎo)c-Fos(參與細(xì)胞增殖、分化的轉(zhuǎn)錄因子)的表達(dá)。MAPK 可激活轉(zhuǎn)錄因子,如血清反應(yīng)因子(SRF)。由GPR30 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)引起的cAMP 的增加,可能會(huì)激活環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)。這些因子進(jìn)而激活轉(zhuǎn)錄因子(例如c-Fos、FosB、c-Jun、EGR1、ATF3、C/EBPd 和NR4A2)的表達(dá)[32],進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖。
ERα 在正常乳腺上皮中的表達(dá)率不超過10%,但在乳腺腫瘤中約占50% ~ 80%[33]。ERα 敲除小鼠實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了ERα 在乳腺發(fā)育中具有促進(jìn)乳腺腫瘤形成的作用[34]。人類ERα基因的轉(zhuǎn)錄至少發(fā)生于2 個(gè)不同的啟動(dòng)子,其中遠(yuǎn)端啟動(dòng)子(啟動(dòng)子B)位于近端啟動(dòng)子(啟動(dòng)子A)上游2 kb 處。來自2 個(gè)啟動(dòng)子的所得轉(zhuǎn)錄僅在5'端的非編碼區(qū)不同,且2 種類型的ERαmRNA 均編碼相同的蛋白質(zhì)??侲RαmRNA 的表達(dá)水平和啟動(dòng)子B 的轉(zhuǎn)錄水平與人原發(fā)性乳腺癌中ERα 蛋白的含量密切相關(guān)。其中啟動(dòng)子B 會(huì)導(dǎo)致ERα 蛋白的過度表達(dá),表明啟動(dòng)子B在調(diào)控人乳腺癌ERα基因表達(dá)中起著促進(jìn)作用[35]。研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種新型的反式作用因子,即ER啟動(dòng)子B 相關(guān)因子1(ERBF-1),ERBF-1 可降低ERα 陽性乳腺癌細(xì)胞系中啟動(dòng)子B 的轉(zhuǎn)錄活性。盡管對乳腺癌發(fā)展的機(jī)制了解甚少,但ERα基因功能的喪失是抵抗激素的最重要步驟之一。最近的研究報(bào)道,在人類乳腺癌細(xì)胞系中,ERα基因啟動(dòng)子A和外顯子1 的甲基化與ERα基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)中ERα基因啟動(dòng)子的特異性甲基化直接降低了ERα基因的轉(zhuǎn)錄水平[36]。因此促進(jìn)啟動(dòng)子的甲基化,從而使ERα基因表達(dá)降低,可能是研制新型抗雌激素藥物的一個(gè)新方向。目前尚無對導(dǎo)致腫瘤組織中ERα蛋白過度表達(dá)的啟動(dòng)子B區(qū)甲基化的研究。
ERβ 的表達(dá)與人類乳腺腫瘤中細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki67 和細(xì)胞周期蛋白A 升高有關(guān)[37]。ERβ 的水平在正常乳腺組織中較高,并且隨著腫瘤從浸潤前腫瘤發(fā)展為腫瘤而降低。ERβ 的表達(dá)與孕激素受體表達(dá)升高和乳腺腫瘤細(xì)胞的增殖具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。接受Tam 治療的女性中,ERβ 蛋白的表達(dá)升高使腫瘤細(xì)胞的增殖率明顯下降[38]。這些研究表明,ERβ可能起到抑癌作用,而ERβ 的丟失會(huì)促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生。然而,由于乳腺腫瘤同時(shí)表達(dá)ERα 和ERβ,因此ERβ 在乳腺癌中的作用尚不清楚。目前僅在含有ERα 和ERβ 的MCF-7 細(xì)胞中研究了ERβ 對細(xì)胞增殖和腫瘤形成的影響。
有研究認(rèn)為,GPR30 可能通過誘導(dǎo)ER 陰性乳腺癌細(xì)胞停滯于G2/M 期,G2 檢查點(diǎn)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白B 的下調(diào)以及誘導(dǎo)線粒體相關(guān)凋亡來抑制癌細(xì)胞的生長。此外,GPR30 激動(dòng)劑G1 可誘導(dǎo)由GPR30/EGFR 信號介導(dǎo)的ERK1/2 的持續(xù)激活和核易位[39]。而三陰性乳腺癌常常過度表達(dá)EGFR 和GPR30,提示可能是E2 通過刺激GPR30 引起乳腺癌細(xì)胞的增殖。有研究認(rèn)為,可通過降低GPR30 的表達(dá)來抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖[40]。Marjon 等[41]采用GPR30基因敲除小鼠和正常小鼠構(gòu)建了乳腺癌模型,發(fā)現(xiàn)在第12 ~ 13 周時(shí),敲除GPR30基因的小鼠乳腺癌腫塊顯著小于對照組小鼠,且其乳腺癌細(xì)胞增殖率及轉(zhuǎn)移率亦顯著低于對照組小鼠。
SERM 是一類新的治療劑,可用于預(yù)防和治療子宮癌和乳腺癌。其對ER 具有高親和力,但對任何其他類固醇激素受體沒有特異性親和力。目前,常用的SERM 有Tam、Ral、巴多昔芬(BZA)等。SERM 會(huì)刺激骨骼、肝臟和心血管系統(tǒng)等產(chǎn)生雌激素作用,但會(huì)阻斷乳房和子宮等其他組織器官的雌激素作用。SERM 具有下調(diào)ER 的能力,ER 在乳房和子宮中均具有重要意義[42-43]。Tam 是一種非甾體三苯乙烯衍生物,對不同的DNA 調(diào)控元件(例如特定的雌激素反應(yīng)元件、Sp1 位點(diǎn)和AP-1 位點(diǎn))起部分或全部激動(dòng)劑的作用。NH2末端AF1 可影響Tam 的激動(dòng)劑活性。另一方面,AF1 和AF2 兩者的協(xié)同作用對于雌激素誘導(dǎo)的受體活性具有較大影響。但是,目前Tam 的作用機(jī)制尚未完全明確。Tam 能夠使乳腺癌患者復(fù)發(fā)率降低50%,但同時(shí)其具有顯著的不良反應(yīng),其中包括造成患者死亡率上升。因此,研究人員開發(fā)了基于Tam 非甾體三苯乙烯結(jié)構(gòu)的托瑞米芬、屈洛昔芬和伊多昔芬之類的藥物,但其療效不及Tam。Ral 為一種具有苯并噻吩核心的多羥基化非甾體化合物,是一種抗雌激素藥。該藥可顯著降低患ER 陽性乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn),用于預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松癥和乳腺癌?;诜晴摅w吲哚的雌激素激動(dòng)劑/拮抗劑BZA,對ERα 和ERβ 均顯示出親和力,而對ERα 的親和力稍高,且在任一受體上均是E2 的競爭性抑制劑。BZA 不會(huì)促進(jìn)乳腺細(xì)胞的增殖,在E2 的存在下也不會(huì)促進(jìn)乳腺細(xì)胞的增殖,并可抑制乳腺癌細(xì)胞對E2 劑量依賴性的增殖。因此,與Ral 相似,BZA 在乳腺組織中可能是拮抗劑[44]。
Tam 可延長乳腺癌患者生存期,降低復(fù)發(fā)率,但其具有較大毒副作用,且患者易對Tam 產(chǎn)生耐藥性。因此,研究人員開發(fā)了基于Tam 的非甾體三苯乙烯結(jié)構(gòu)的托瑞米芬(Tor)、屈洛昔芬(Drl)等藥物[45]。然而,這些藥物對一般患者與耐藥患者的療效與Tam 相比均無明顯優(yōu)勢[46-47],與Tam 相比,Tor 具有相似功效,但激動(dòng)劑的活性較低。此后,研究人員還開發(fā)了具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的第2 代和第3 代SERM[“固定環(huán)”苯并噻吩衍生物,如Ral、阿佐昔芬(Arz)和ERA-923]。Ral 能夠顯著降低患ER陽性乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn),該藥的不良反應(yīng)包括引起潮熱和腿抽筋等[48]。EM-800 為第4 代SERM,對乳腺癌和子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖具有極強(qiáng)的抑制作用[49]。
香豆素類SERM 可產(chǎn)生與一般SERM 類似的作用。香豆素廣泛存在于植物體內(nèi),數(shù)十年來,研究人員已通過合成技術(shù)合成了許多香豆素衍生物,如呋喃香豆素、吡喃香豆素和香豆素磺酸鹽等,它們具有廣泛的生物活性,如抗腫瘤和抗HIV 作用,以及興奮神經(jīng)中樞、抗菌、抗炎、抗凝等作用[50]。香豆素類SERM 與一般的SERM(如Tam)的結(jié)構(gòu)特征有所不同,可能誘導(dǎo)ER 發(fā)生不同的構(gòu)象變化,導(dǎo)致不同的輔因子募集;此外,香豆素類SERM 不通過ERE 激活基因,而通過以高親和力結(jié)合ERα達(dá)到有效拮抗雌激素的作用。香豆素類SERM 通過抑制白細(xì)胞介素(IL)-6 和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)基因的表達(dá),在ERα 陽性的乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮有效的抗雌激素作用[51]。
在臨床研究中,防止雌激素合成和發(fā)揮作用是治療乳腺癌的有效手段。ER 拮抗劑即具有防止雌激素合成和發(fā)揮作用的功效。ER 拮抗劑是治療絕經(jīng)后婦女激素依賴性乳腺腫瘤的有效途徑[52]。原位合成導(dǎo)致的高水平雌激素與內(nèi)分泌依賴性組織中腫瘤的生長有關(guān)。雌激素僅在周圍組織中形成,在此類組織中與雌激素合成有關(guān)的途徑有2 種,即芳香化酶(AR)途徑和E1 硫酸酯酶途徑(E1-STS)。AR途徑是通過AR 復(fù)合物將雄激素前體、雄烯二酮(主要由腎上腺皮質(zhì)分泌)轉(zhuǎn)化為E1,而E1-STS 是通過硫基轉(zhuǎn)移酶將E1(通過AR 途徑形成)轉(zhuǎn)化為硫酸E1(E1S)[53]。在乳腺腫瘤中,硫酸酯酶的活性高于AR,導(dǎo)致預(yù)后不良。E1-STS 通路被認(rèn)為是雌激素形成的主要來源,導(dǎo)致ER 表達(dá)陽性的乳腺腫瘤患者對高效AR 抑制劑的應(yīng)答率低。此外,研究表明,抑制類固醇生物合成級聯(lián)酶的內(nèi)分泌治療可能是治療該疾病的一種可能途徑[54]。
雌激素通過ER 在各種生理過程中發(fā)揮重要作用,例如雌激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常會(huì)促使癌癥及一些代謝性疾病的發(fā)生。通常,在癌癥早期ERα 及GPR30的表達(dá)會(huì)增加,并充當(dāng)腫瘤啟動(dòng)子。相反,ERβ 的存在可抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖,因此,ERβ 是潛在的癌癥治療靶標(biāo)。但是,目前已報(bào)道了一些關(guān)于ERβ 在癌癥中的表達(dá)與功能相矛盾的發(fā)現(xiàn),這種差異可能反映了患者群體的異質(zhì)性。因此,需要進(jìn)一步探索ERα、GPR30 和ERβ 在癌癥中的作用機(jī)制。同時(shí),ER-X 和Gαq-ER 的作用機(jī)制尚不明確,有待進(jìn)一步研究,以期為進(jìn)一步研制乳腺癌治療藥物提供新的思路和方向。雖然目前已有多種乳腺癌治療藥物,但耐藥性的產(chǎn)生是臨床上面臨的另一個(gè)巨大挑戰(zhàn),設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)新穎的具有選擇性抗雌激素潛能的候選藥物仍是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。