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雌激素受体的基因结构、组织分布及表达量的研究进展

雌激素受体的基因结构、组织分布及表达量的研究进展 中国老年学杂志2007年l2月第27卷 蔡晶 曹治云杜建(福建中医学院福建中西医结合研究院,福建福州350003) [关键词]雌激素受体;基因结构;组织分布;表达量 [中图分类号] R749.16 [文献标识码) A [文章编号]1005-9202(2007)24-2468413 

雌激素受体(estrogen receptor,ER)属于和小分子疏水配 体结合的核受体(nuclear receptor,NR)蛋白超家族中的重要一 员,包括ERa、ERI3两种亚型,位于胞浆和胞核内,胞浆内的ER 具有运载雌激素的作用,胞核内的ER具有转录因子的作用。 由于ER是雌激素产生生物学效应的必要因素,而雌激素替代 疗法目前已成为治疗绝经期综合征,缓解乳腺癌及前列腺癌的 有效方法,通过受体水平调控可以直接影响雌激素对靶器官的 作用,促进疗效 J。因此在分子水平上了解ER蛋白的基因结 构、组织分布及表达量能够为其相关的疾病治疗提供理论基 础,现就ER这两方面的研究综述如下。 1 ERa和ERI3的基因结构 ERa和ERI3的氨基酸序列和基因序列有很高的同源性并 且都分享NR家族的结构特征,即包含有六个功能的结构域 (图1) J:N端的A/B区在基因序列和长度方面是变化最大 的,该区具有一个激素依赖的转录激活区段(1igand-dependent activation function 1)——AF.1,该区段具有通过结合核转录机 制中的某些因子达到激活靶基因的目的。ERa和ERI3的A/B 区域的低保守性是它们能够结合不同核转录机制因子的可能 原因;C区是ER蛋白中最保守的一个区,又被称为DNA结合 区域(DNA.binding domain,DBD),人体内的ERa和ERI3在此 区的氨基酸同源性达到97%,该区能够结合特异性的DNA,以 达到转录靶基因的目的;D区又被称为铰链区,该区的作用是 给予DNA通过E区提供帮助,在有些情况下还会影响受体蛋 白的DNA结合位点的结构;E区是第二保守区又名激素结合 区(1igand.binding domain,LBD),人体内的ERa和ERI3在此区 氨基酸同源性达到59%,E区是六个区中基因序列最长的区 段,也负有最多的任务,例如结合激素,受体二聚化,核定位及 结合共激活和共抑制因子等;E区包含有另外一个激素依赖的 转录激活区(1igand—dependent activation function 2)——AF-2,当 不同的激素和其进行结合时,AF-2会呈现出不同的构像,并决 定转录靶基因所需要结合的共激活因子和共抑制因子。AF-1 基金项目:国家自然基金项目(30672729)和福建省自然基金项目 (2oo6J0107) 通讯作者:杜建(1941一),男,教授,主任医师,博士生导师,主要研究 中西医结合治疗老年病。 作者简介:蔡晶(1969.),女,副教授,博士,硕士生导师,主要研究中 西医结合治疗老年病。 和AF-2能够使转录因子获得最大转录活性的效果。当DBD 与DNA结合后,AF一1即可激活DNA转录活性,而AF2区与 AFI区的作用不同,它与LBD相重叠,当AF-2区与雌激素结合 后即可激活DNA转录;c端的F区对转录激活作用有帮助,目 前对它所肩负的其他生物学功能还在研究中 。 

ERd N ER13 N AF—l DB1) LBD AF-2 53O l8% 97%30% 59% l8% 图1人ERa和ERI3基因结构 C 

C 2 ERa和ERI3的组织分布及表达量 ERa和ERI3的组织分布和表达量随性别及年龄的不同有 所区别。人们通过使用RT—PCR、原位杂交及免疫组化等实验 技术,对ERa和ERI3在人体不同组织(包括可再生组织和非再 生组织)中的分布情况已经研究得较为透彻。在女性可再生组 织中,ERa和ERI3主要存在于卵巢及乳房中,而子宫中以ERa 为主 J。在男性的可再生组织中,ERa和ERI3主要存在于睾 丸中,前列腺中以ERI3为主 J。而两性的非再生组织中,ERa 和ERI3同时大量存在的组织是中枢神经系统,ERa大量存在 于肝组织中,ERI3则在心血管、肺、肠、胃肠连接处、骨组织中含 量较高 。 在女性生殖系统中,ERI3主要存在于卵巢皮层基质细胞和 粒层细胞中,粒层细胞中仅含有ERI3基因,由此推测ERI3在卵 泡生长和卵母细胞的增殖过程中扮演着重要角色。Ann 等研 究了新生大鼠卵巢中的ERa和ERI3的组织分布及随年龄增长 表达量的变化,结果表明卵巢中ERI3较ERa的含量高,且新生 大鼠在出生后4~12 d内,随卵巢粒层细胞数增加ERI3表达量 增大,而ERa的表达量相对稳定,几乎没有变化。原位杂交技 术证明ERI3也存在于子宫中,但含量相当少,子宫中主要含有 的是ERa。在男性生殖系统中,ERI3大量表达的组织是睾丸, ERa几乎不存在,精子细胞中也存在相同的情况。在前列腺 中,ERI3存在于前列腺齿槽突起的上皮细胞中,而前列腺肿大 都始于这种细胞。因此前列腺增生或前列腺癌与ERI3有 关 。 ERa和ERI3大量表达于乳房的小管上皮细胞和乳腺癌细 

维普资讯 http://www.cqvip.com 蔡晶等雌激素受体的基因结构、组织分布及表达量的研究进展第24期 胞中。目前使用的乳腺癌诊断方法是检验ERa是否存在,相 信在不久的将来会研发出检验两种受体含量水平的更为准确 的方法。在骨细胞中ERI3比ERa的表达量大 。目前,ERa 和ERI3在骨细胞中的功能还不是很清楚,但人类缺乏功能性 的ERa就会表现出严重的骨质疏松,因此推测ERa与骨质中 的ca“的调节有关 。在胃肠连接处,ERI3与雌激素的亲和 力比ERa高许多,雌激素具有保护肠道,降低癌症发生率及帮 助ca“运输的作用 。Maaha等报道了大鼠胃肠连接处ERa 和ERI3的表达,实验表明ERa mRNA的表达是以6.5 kb的专 形式存在的,而ERI3 mRNA的表达是从1.1~4.7 kb不等, 很可能活性ERI3是以不同聚合体的形式发挥生物学效应 的 。 ERa和ERI3都存在于中枢神经系统中,人脑中主要分布 在视丘下部、海马组织及一些边缘组织中。在新生大鼠的脑 中,ERa比ERI3的分布更广泛一些,除了两者都存在于脑皮 层、前脑、扁桃体结构、丘脑、视丘下部、中脑、小脑及骨髓中以 外,ERa还存在于海马趾和上丘脑中 。 Scott【17]使用半定量RT—PCR技术检测了ERa和ERI3在 新生大鼠小脑中的表达,实验结果表明在出生2 w内,随小脑 发育,ERa和ERI3表达量也会发生很大的变化,出生1 d后, ERa mRNA水平最低,ERI3 mRNA水平最高,3 d后ERa mRNA 含量开始增加,而ERI3 mRNA含量开始下降,随后两者均在一 段时间内含量轻微减少,第15天时含量迅速增加。实验还检 测了ERI3两种异构体mRNA的含量,出生后1~4 d ERB1 mRNA占主要表达量,4~l0 d,ERI32 mRNA含量逐渐增加至两 者含量持平,第15天时ERB1 mRNA恢复其优势地位,含量突 然增至总ERI3 mRNA的90%。Price等 研究大鼠小脑部位 ERI3的表达量得到了相似的结论,ERI3蛋白与mRNA的分布 区域一致,主要在粒层细胞中,ERB1的表达量占绝对优势。 Shughrue¨ 等使用 I标记雌二醇探测ERa和ERI3在海 马组织中的分布,结果表明ERa和ERI3在CA1~CA3区都存 在,大量集中在CA2和CA3区的腹部触角部位,ERa比ERI3 的含量高,这比最早使用 H标记的实验结果准确了很多。Kal— ita 等报道了核外ERa和ERI3在海马组织中的分布,核外 ERI3主要集中在海马组织中的CA3区中的神经元细胞中,核 内ERI3集中在扁桃体组织中,ERa更多地定位在核内,核外也 有分布。Rune ”等报道了ERa和ERI3 mRNA的含量都是 CA3区大于CA1区,使用雌激素诱导ERa表达量将增加,而 ERI3则无变化,雌激素对于ERa和ERI3的诱导表达也是CA3 区大于CA1区,表明雌激素对于海马组织中的神经元细胞的作 用CA3区大于CA1区,推测雌激素诱导海马组织CA1区中的 锥形神经元细胞是由CA3区锥细胞中ERa调节的。 ER对基因转录的影响以及在不同组织中ER不同亚型表 达的差异和功能变化,都引起了人们的极大兴趣。相信随着对 ER蛋白分子机制认识的不断提高,人们可以更深入地认识ER 的生理作用,并指导相关疾病的预防和治疗。 

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