临床病理学-性激素与肿瘤2-课件.ppt

1、性激素与肿瘤性激素与肿瘤2子宫内膜癌（子宫内膜癌（endometrial carcinoma endometrial carcinoma）是女性生殖道常见三大恶性肿瘤之一。是女性生殖道常见三大恶性肿瘤之一。好发年龄较子宫颈癌晚，平均年龄好发年龄较子宫颈癌晚，平均年龄6060岁左右。岁左右。发病率近年来有增高趋势，在我国也明显上升。发病率近年来有增高趋势，在我国也明显上升。为激素依赖型疾病，与高雌激素水平有关。为激素依赖型疾病，与高雌激素水平有关。年龄分布年龄分布 绝经后50-59岁妇女最多;60%绝经后,30%绝经前;高发年龄58岁，中间年龄61岁;40岁以下患者仅占2%5%;25岁以下患者极

2、少。子宫内膜癌的高危因素子宫内膜癌的高危因素 常与雌激素水平相关疾病伴存：常与雌激素水平相关疾病伴存：无排卵性功血、多囊卵巢综合征、无排卵性功血、多囊卵巢综合征、功能性卵巢肿瘤功能性卵巢肿瘤 子宫体癌综合征（内膜癌的高危因素）子宫体癌综合征（内膜癌的高危因素）肥胖、高血压、糖尿病、肥胖、高血压、糖尿病、未婚、不孕、少产、绝经延迟未婚、不孕、少产、绝经延迟 有近亲家族肿瘤史有近亲家族肿瘤史 子宫内膜癌发病的高危因素子宫内膜癌发病的高危因素 肥胖肥胖 超过标准体重的超过标准体重的1010%-20%-20%2%2 超过超过标准体重的标准体重的2121%-50%-50%3%3 超过超过标准体重的标准体

3、重的 5050%1010 雌激素替代雌激素替代 4.54.5 口服避孕药口服避孕药 0.50.5 糖尿病糖尿病 2.02.0 三苯氧胺三苯氧胺 7.57.5 晚绝经晚绝经 2.42.4 初潮早初潮早 1.62.41.62.4 子宫内膜癌的病理分型型为子宫内膜样的子宫内膜癌，属于激素依赖型，占子宫内膜癌的 80%，与雌激素持续刺激有关，多发生在子宫内膜增生的基础上，常在早期能够得到确诊。组织学类型以腺癌为主，分化好、肌层浸润浅，对孕激素敏感，预后较好，5 年生存率约为70%。型子宫内膜癌有4个主要的基因变化,抑癌基因PTEN失活伴/不伴错配修复基因(主要是MLH1、MSH2、MSH6等)异常、癌

4、基因KRAS突变和/(或)-catenin激活。这些基因的异常可造成PI3K通路、MAPK通路、Wnt通路的信号转导异常及微卫星不稳定(MI)等。型为非子宫内膜样的子宫内膜癌，属于非激素依赖型。此型少见，与雌激素水平关系不大，多发生在萎缩内膜基础上，好发于绝经后妇女，确诊时常常已是晚期。组织学类型以浆液性乳头状腺癌多见，分化差，肌层浸润深，早期即发生淋巴转移，预后不良，5 年治愈率在25%以下。型子宫内膜癌则以抑癌基因p53突变和癌基因HER2过度表达为主要的基因变化。l 长期应用外源性雌激素者子宫内膜癌发生的危险性可增加4-8倍l 绝经后单独应用雌激素替代治疗(Estrogen Replac

5、ement Therapy,ERT)可增加子宫内膜癌发生的危险性，子宫内膜癌发病与ERT的剂量及时间长短密切相关。l 在单用雌激素18个月后,子宫内膜增生的发生率近30%。l 与从来未用雌激素的妇女比较,应用低效雌激素药丸的妇女发生子宫内膜癌的危险性增加一倍。l 使用普通雌激素药丸达5年或更长时间,发生子宫内膜细胞异常生长的危险性增加7倍,患子宫内膜癌的危险性增加2倍多。型子宫内膜癌中,有独立生物学行为的KRAS和BRAF突变、PTEN突变、-catenin的核内表达均明显高于型内膜癌。在正常子宫内膜的月经周期中,bcl-2、IGF、VEGF等增殖期的表达明显高于分泌期。证实这些基因和信号分子

6、的雌激素依赖性。长期单一的雌激素刺激是子宫内膜样腺癌的胞外刺激信号。雌激素直接或间接的调控基因和(或)信号分子,干预子宫内膜腺上皮的胞内信号转导、细胞周期和凋亡。雌激素信号传导机制基因组效应和非基因组效应人体内雌激素有三种:雌二醇、雌三醇和雌酮雌二醇主要由卵巢分泌肾上腺皮质分泌及其周围组织转化而来卵泡早期雌二醇为30-50 pg/ml黄体期大约为100 pg/ml卵泡晚期为250-300 pg/ml大部分雌激素在血液中以结合的形式而存在:38%与性激素结合球蛋白(Sexhormone binding globulin,SHBG)结合60%与白蛋白结合2%-3%游离存在雌三醇和雌酮的含量相对较低

7、ER的特点的特点4 4个功能区个功能区:(l)氨基末端的转录调控区氨基末端的转录调控区A/B:含有配体非依赖转录激活功能区(Activation function-1,AF-1),可通过与辅激活因子、转录因子以及其他转录因子的相互作用,介导信号向下游传递,进而诱导应答基因的转录;(2)C区区:又称又称DNA结合区结合区(DNA binding domain,DBD):该结合区含有一个双锌指结构,每个锌原子与四个半肤氨酸残基结合,在两个锌指结构协同作用下,ER-66与DNA结合;(3)多变铰链区多变铰链区D区区:该区允许受体弯曲、旋转或构象改变,形成二聚体,并与同向或反向重复反应元件结合以发挥作

8、用。此外,D区还包含有核定位信号(Nuclear localization signal,NLS),起着稳定DBD的DNA结合作用;(4)E/F区区:又可分为共调节因子结合表面、二聚化区和配体依赖转录激活(Activation function-2,AF-2)等功能区。配体结合区决定着雌激素受体与特异性配基的结合,E/F区是雌激素药物和转录激活发挥作用的必须组分。ER-有三种剪切体,即ER-66,ER-46和ER-36与ER-66相比较,ER-46缺乏氨基末端ER-36缺失了转录激活域AF-1和AF-2,只保留了DNA结合区和一部分配体结合区；ER-36梭基末端含有27个特异的氨基酸残基,替代

9、了ER-66和ER-46基因第7和第8个外显子编码的羧基末端138个氨基酸残基ER-的特点ER-和ER-在不同的组织中分布不同ER-：子宫、卵巢、阴道、下丘脑、肾上腺和附睾ER-：前列腺、睾丸、肺、骨组织、中枢神经系统、心血管系统、免疫系统、消化系统ER的基因组效应1.ER的功能与其在细胞中的定位是极其相关,主要定位在细胞质和细胞核2.经典雌激素途径：u 在没有配体(雌激素)存在的情况下,雌激素受体与热休克蛋白(如:Hsp90,Hsp70和Hsp56)、P23和亲免疫因子蛋白FKBP52形成复合物存在于细胞中,从而使雌激素受体处于一种非活性状态。u E2与ER的高亲和性结合使E2从Hsp、P2

10、3和FKBP52复合物中脱离,同时ER发生二聚化,并转位于细胞核内,在核内二聚化的雌激素受体与靶基因启动子区域ERE结合形成E2-ERE复合物，E2-ERE复合物接下来激活靶基因调控区的增强子,导致靶基因转录。雌激素受体与ERE结合的同时,还需要与辅助调节因子相互作用调控靶基因转录。辅助因子通过其亮氨酸富集区与雌激素受体相互作用(如LXXLL,L亮氨酸,X其他氨基酸)目前发现雌激素受体有三十多种协同激活子,常见的有SRCs家族(Steroid receptor co-activators)、组蛋白转移酶类(HAT)(如:CBP/P300)、组蛋白转甲基酶(HMT)(如:CARM1和PRMT1)

11、和核小体更新复合物(如:SW1/SNF)在细胞核内,ER除了直接结合靶基因的ERE,还可以通过蛋白之间的相互作用形成复合物调节基因转录活性,这些蛋白多是和基因结合的转录因子：E2与ER结合后再与Fos及Jun蛋白结合形成复合物,作用于靶基因的AF-1结合位点,促进ovalbumin(卵清蛋白)、IGF-1(胰岛素样生长因子-1)、collagenase和cyclinD1等基因转录,但却抑制胆碱乙酰转移酶基因转录 ER的AF-2激活域在ER和Fos及Jun的结合过程中发挥作用,同时AF-2还募集P160等协同激活子形成多蛋白复合物于靶基因启动子区域结合在富含GC碱基的启动子区域,ER-通常和转录

12、因子SP1相互作用调控基因的转录。ER和转录因子SP1的结合具有组织特异性和配体特异性,当ER-DNA结合区第二个锌指结构的氨基酸残基发生突变时ER就不能区分AP-1蛋白和STAT5。其他机制：n 雌激素受体还能与协同抑制因子结合,抑制靶基因转录 常见的协同抑制因子主要包括核受体辅助抑制因子(Nuclear receptor corepressor,NCoR)和组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)雌激素的基因组效应的主要特点(l)所需E2的浓度为nM级;(2)在刺激数小时或数天后效应才能明显;(3)蛋白合成抑制剂和ER阻断剂都可阻断E2引起的此效应。雌激素的基因组效应模式所不能解释的问题雌激素的基因组

13、效应模式所不能解释的问题:(1)目前已知有两种受体,可单独作用或形成共聚体。(2)一种雌激素在不同的靶器官中可显示相反的生理作用。(3)一些共同调节因子参与转录激活的过程。(4)激素与受体复合物可与其他转录因子结合,而不是与ERE结合。(5)受体可不依赖激素而被激活。非基因组效应E2可以在几分钟甚至几秒钟内产生快速的生物学效应,即E2受体的非基因组效应雌激素受体的非基因组效应常常具有以下特点:(l)反应迅速,通常持续数秒至数分钟;(2)通常对核内雌激素受体阻断剂不敏感;(3)对基因表达抑制剂不敏感;(4)能够在无核内雌激素受体或者无基因表达的细胞中发生非基因组效应常常在较短的时间内引发下游事件

14、:(1)能短时间内激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路;(2)E2和小牛血清蛋白(BSA)偶联后不能通过细胞膜,但可发挥生物学效应;(3)通过磷酸脂酶C(PLC),激活蛋白激酶C(PKC)并增加内源性钙离子;(4)不能被mRNA转录或蛋白合成抑制剂阻断;(5)增强非受体酪氨酸激酶Src/Ras/磷酸肌醇3激酶(PI3K)信号通路活性;(6)使Src、Src同源性胶原蛋白和一些磷脂酶的蛋白表达水平增加膜雌激素受体(mER)1977年 pietras和szego首次提出质膜上有种能对17-p雌二醇起快速反应的蛋白,由此提出了膜雌激素受体(mER)的新概念Todd等在研究垂体肿瘤细胞GH3/B

15、6时发现,用雌激素处理5分钟内就能释放催乳素。认为这种雌激素的非基因组效应,可能是由细胞膜上的激素受体介导的。通过使用多种能识别不同的核雌激素受体抗原决定簇的抗体进行标记染色,证明了在GH3/B6细胞上存在雌激素的膜受体Andrea等使用不含有去污剂的多聚甲醛和戊二醛固定细胞,以及活细胞的免疫荧光染色研究GH3/B6/F10细胞,同样也发现了细胞膜上存在ER-蛋白ER-通过与小窝蛋白相互作用定位在细胞膜上ER-本身并不具有酶活性和磷酸酶活性ER-没有代表跨膜结构的疏水段ER-没有能够锚定在细胞膜上的豆蔻酰化或棕榈酰化结构膜小窝是细胞膜内陷形成的小窝状结构,直径50-l00nm,参与细胞膜的多种

16、生物学功能,如细胞内吞、胞膜组装和膜起始的信号传导。小窝蛋白包含Caveolin-1、Caveolin-2和Caveolin-3三个成员,其中Caveolin-1、Caveolin-2可以与ER结合。类固醇类受体含有的F(X6)LL序列与Caveolin具有高度的同源性在ER的配体结合域也含有F(VCLKSI)序列,此序列中的丝氨酸能在棕榈酰乙酰转移酶的作用下棕榈酰化。蛋白质的棕榈酰化修饰可以调节蛋白质活性,介导蛋白质的亚细胞定位,参与蛋白质-蛋白质以及蛋白质-脂质的相互作用。棕榈酰化的ER-66与Caveolin-1结合后,Caveolin-1把ER-转运到胞膜的膜小窝,在膜小窝内以Cave

17、olin-1为支架,ER-和生长因子受体、表皮生长因子受体、G蛋白、Src酪氨酸激酶、PI3激酶及其他的接头蛋白组成一个庞大的多蛋白复合物,调节胞膜起始的信号通路ER-46和Caveolin-1共定位于血管内皮的细胞膜,调节一氧化氮合酶的信号通路1 丝裂原活化蛋白激酶通路(MAPK)MAPK(Mitogen-activated protein kinase)是细胞中关键的信号传导蛋白,介导细胞因子、神经递质、激素和各种应激刺激。参与细胞的增殖、分化和凋亡,在细胞的应激反应过程中发挥作用。MAPK/ERK信号转导途径最显著的特点是三级酶促级联反应:三个激酶构成最小的功能模块,被级联激活。MAPK

18、信号通路的三个激酶分别是:MAPKKK(Raf)、MAPKK(MEK)和MAPK(ERK)。ERK是一种Ser/Thr蛋白激酶,活化的MEK氨基端结合ERK,催化ERK亚功能区的酪氨酸和苏氨酸磷酸化,从而导致ERK活化。研究发现MEK不仅是ERK的上游激活物还是ERK在胞浆中的支架,信号刺激后MEK激活ERK并将其转移到细胞核内,磷酸化下游底物如Elk-1、SRC和CREB。1.ER活化MAPK/ERK的过程主要是与相关分子形成复合体,如PELP1/MNAR-ER-Src和ER-Shc-IGFR。进而激活核内基因的转录,调节多种生物学作用。2.在无雌激素存在时,EGF和IGF可以通过自身的受体

19、与膜雌激素受体相互作用也可以激活MAPK通路,提高核内ER的转录活性。3.膜ER起始的MAPK信号通路既可以活化目的基因也可以抑制目的基因。2、磷脂酰肌醇3激酶(PI3-kinase)信号系统研究发现在乳腺癌MCF-7细胞中PI3K调节亚基p85与ER-a66相互作用,以非基因组雌激素受体调节蛋白(Modulator of non-genomic action of estrogen receptor,MNAR)为支架,ER-a66、Src和p85组成复合物,调节雌激素对PI3/AKT通路的激活。过表达MNAR可增强雌激素诱导的PI3K活性RNAi降低MNAR表达时,可导致雌激素诱导的PI3K

20、活性显著降低。3.蛋白激酶C(PKC)通路蛋白激酶C(Protein kinaseC，PKC)为存在于细胞质内由钙激活的磷脂依赖性丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。早期研究表明PKC能够被促肿瘤剂佛波酯(TPA)激活,随后的大量研究进一步证实PKC在肿瘤的发生、发展和转移中均发挥着十分重要作用。E2能激活PKC和磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC),而后,激活的PKC转运至细胞膜。同时雌激素改变了细胞膜的流动性。而这些并不能被雌激素立体异构体所引发。说明雌激素激活PKC是由ER所介导的。4、一氧化氮信号通路NO是体内的气体自由基,半衰期仅为3-5秒,稳定性较差,具有脂溶性,可以快速通过细胞膜,与胞质

21、内氧分子、超氧自由基或者金属结合,在心血管、神经、消化及免疫系统中发挥调节作用。研究表明雌激素可以通过调节NO进而对心血管起保护作用:雌激素与ER结合后入核,与一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,NOS)的启动区结合促进一氧化氮合酶表达,NOS使NO合成并释放,调节血管张力,抑制平滑肌细胞的增殖迁移。雌激素可以在短时间内增加内皮细胞NO的释放,但对NOS的表达没有影响,提示膜ER参与NO的快速激活。5、钙离子信号通路 钙离子是调节生长的阳离子，在哺乳动物细胞增殖中必不可少。钙离子功能的发挥需要钙调蛋白的参与：钙调蛋白与钙离子结合后空间构象发生改变,然后与靶蛋白相互作用调节多种生物学功能,如钙离子的运输、细胞的运动、细胞骨架的组装及蛋白质的磷酸化和去磷酸化。雌激素可以通过膜ER调节胞内钙离子浓度的变化：ER-a与钙调蛋白发生钙离子依赖性的相互作用。u 雌激素受体种类以及所涉及到的信号转导途径的多样性决定了雌激素与肿瘤的关系研究领域的复杂性,需要更进一步的深入研究