卵巢雌激素受体的研究进展

第23卷　第3期2004年3月延安大学学报(自然科学版)Jour na l of Yanan Universit y(Nat ur al Science Edition)Vol.23　No.3Sept.2004卵巢雌激素受体的研究进展X雷　忻1,2,张育辉2,李亚琳3(1.延安大学生命科学学院,延安716000;2.陕西师范大学生命科学学院,西安710062;3.渭南师范学院化学系,渭南714000)摘　要:在卵巢的内分泌调控中,雌激素受体发挥着重要的生理作用.近年来,它的分子结构和调控机制等方面的研究取得了长足进步.本文就两种雌激素受体——A受体(ER A)和B受体(ER B)的发现及其分子结构、分布、调控作用和影响因素等方面对该领域研究进行综述.关键词:卵巢;雌激素受体;A受体;B受体;调控作用中图分类号:Q954.53 文献标识码:A 文章编号:1004-602X(2004)03-0073-04 在脊椎动物卵巢的发育及卵子的成熟过程中,雌激素受体(estr ogen receptor,ER)作为一种性激素受体(sex hormone receptor,sex-HR),在雌激素的调控作用中起着重要的介导作用,它的分子结构和调控机制一直是人们关注的热点.近年来,随着实验方法和手段的进步,这方面的研究取得很大进展.本文主要从雌激素受体的发现及其类型、分子结构、分布、调控作用和影响因素等方面对该领域研究进行综述.1　雌激素受体的发现早在1962年,Jensen就提出,子宫中可能存在某种蛋白质,对17B雌二醇有特异的结合力.迄今为止,发现人和动物体内存在有两种类型的雌激素受体——A受体(ER A)和B受体(ER B).A受体发现较早,1986年,由法国的Chambon克隆出ER A,此后10年,人们一直认为它是雌激素的唯一受体. 1996年,瑞典的Kuiper从鼠前列腺癌细胞cDNA 文库中发现一种雌激素受体新亚型ER B,此后, Mosselman等克隆出人源性的的B型受体[1,2].目前,两种受体的结构、分布及在卵巢中的作用是人们关注的热点.2　雌激素受体的结构2.1　雌激素受体A亚型(ER A)人类ER A基因位于第6号染色体上,长为140kb,由8个外显子和7个内含子组成.ER A蛋白质约为66kD,由5个功能域构成,即A/B,C,D,E, F区域.A/B区是ER A的配体非依赖性转录激活区,其激活功能依赖于细胞环境和下游启动子,而与受体是否与配体结合无关.C区是ER A的DNA结合区,由CⅠ、CⅡ两个亚区和一些其它氨基酸组成,每个亚区有一个锌指结构,CⅠ区的锌指结构富含疏水性氨基酸,可以与DNA双链大沟中的碱基结合,识别受体反应元件;CⅡ区的锌指结构含大量碱性氨基酸,可与DNA小沟中的磷酸骨架相联,增加ER A与雌激素受体反应元件(estrogen responsive element,ERE)的联接.D区是铰链区,与ER A的核内定位有关,为一高变区.E区功能较多,为功能复合区,有与配体结合、促进受体形成同源二聚体、与协同激活因子结合形成复合物、配体依赖的转录激活等功能,因此此区又称为ER A的配体结合区.F 区在雌激素和抗雌激素发挥或抑制转录活性中起着重要作用[3].2.2　雌激素受体B亚型(ER B)人类ER B基因位于14q22-24处,长度为40 kb,小于ER A基因.ER B蛋白含530个氨基酸,分子量为59.2kD.受体有4个功能域,即转录激活功能域、DNA结合域、配基结合域和铰链区.人类两种ER间不同功能域同源性不同,DNA结合域同源性X收稿日期:20030908基金项目:陕西省自然科学基金和延安大学青年科研基金(YD2003-190).作者简介:雷忻(1972延安大学生命科学学院讲师,硕士.较高,而转录激活功能域和铰链区则有显著差异[4].3　雌激素受体的分布现已证实,两种ER可共存,亦可单独表达,它们在雌雄动物生殖器官中均有广泛而不均匀的分布.阴道上皮中ER A表达较强,而输卵管上皮中ER B表达较强[5].ER A在子宫和附睾内占优势,而ER B则在卵巢、睾丸和前列腺中占优势.此外,在前列腺分泌上皮和卵巢各级卵泡中的颗粒细胞ER B mRNA有较高表达[6-8].乳腺组织中两种ER 均有表达.免疫组织化学和单克隆抗体技术已证实,在哺乳动物,颗粒细胞和黄体细胞中ER较丰富[9]. Madhabananda(1999)用免疫组化方法研究两种雌激素受体在大鼠卵巢中的表达,结果表明,ER A与ER B分布不同,ER B在颗粒细胞中表达,而ER A在膜细胞、间质细胞和生发上皮中表达[10].4　雌激素受体在卵巢中的功能两种雌激素受体的作用机制基本相同,与雌激素结合后发生构象变化,形成二聚体,然后与雌激素受体反应元件ERE结合,直接或间接与转录起始因子结合,形成稳定的转录起始复合物,引起转录的发生[11].两种雌激素受体以同源二聚体或异源二聚体的形式与ERE结合,因此,两种受体可能具有一些相同的作用,并且相互影响.Kuiper等(1997)提出,在哺乳动物中,ER A和ER B对ER有相似的亲和力,推测雌激素在滤泡细胞和膜细胞中的作用可能是分别通过ER A和ER B 介导的[12].Lubahn等(1993)在研究小鼠激素受体基因分裂后对生殖功能的影响时发现,ER A基因的分裂不能影响那些有ER B表达的小滤泡的生长和成熟,推测ER B在滤泡生长和成熟中起作用[13]. Byer等(1997)在大鼠卵巢中ER B mRNA表达的研究中指出,颗粒细胞中ER B受促性腺激素的下向调控,推测卵巢中雌激素生理活动可能被ER B介导[14].Pattersson(1997)等[15]和Cowly(1997)等[11]以小鼠为材料,研究ER A和ER B的结合方式时发现,两种亚型可以形成一种异二聚体,然后作用于靶细胞.此外,用免疫组化方法在其他哺乳动物的输卵管和黄体中检测到ER的阳性反应物.在低等脊椎动物中也做了一些研究中,Socorr o等(2000)对两种硬骨鱼ER在各种组织中表达的研究中发现,ER A 主要分布在精巢,ER B分布较广泛,在卵巢和精巢中都有大量分布[16].以上研究暗示,无论在高等或低等脊椎动物中,两种ER对卵巢的正常功能都是必需的.从雌激素受体在卵巢发育中调控作用来看,ER 可能存在两种作用机制,一种是较为传统的观点,认为ER存在于卵母细胞核中,作为核转录活性因子,通过改变基因的转录活动来调节卵母细胞的发育和成熟,此过程速度较慢,称为基因组作用机制.近年来,人们又发现另外一种调控方式,Migliaceio (1998)等[17],Castora(1999)等[18],Razandi(1999)等[19]在爪蟾中发现雌激素受体也可存在于卵母细胞胞质中,并发挥其介导作用.现已证明,ER在卵母细胞胞质中作为信号转导因子,通过快速的非基因组作用机制来调节类固醇激素在卵母细胞发育和成熟的作用.这两种作用方式在两栖类卵母细胞中可能同时存在,相互协作,共同调控其发育和成熟.因此,类固醇激素受体在卵母细胞中可能具有双重功能.这种双重功能具体作用机制还需进一步研究.5　雌激素受体活性变化的调控5.1　配体的影响雌激素受体的配体主要有两种:雌激素和抗雌激素.雌激素主要为雌二醇及其衍生物,它们是雌激素受体活性的激动剂,与A受体结合后使其处于一种易于与ERE结合的构象.抗雌激素分为两类:一类仅阻断AF-2区的转录活性,称为部分拮抗剂,如它莫西芬(tamonxifen);另一类对AF-1和AF-2区都有阻断作用,称为完全拮抗剂,如ICI164384. Vladusic等发现雌二醇也可诱导ER B mRNA的表达,而抗雌激素则可抑制其表达[20].5.2　ER A磷酸化的影响ER A有一些磷酸位点,在与配体结合后可发生磷酸化,以增强ER A与ERE结合的稳定性,从而使转录活性增强.5.3　促性腺激素对ER B表达的影响实验发现,给大鼠注射人绒毛膜促性腺激素,排卵前滤泡内含量和卵巢总含量降低,认为促性腺激素对ER B表达进行负调控作用.此外,Couse等发现ER B表达可能受ER A的影响,但并不依赖于ER A的表达[21].其他类固激素受体,如孕激素受体,也可以影响雌激素受体的转录活性.它们是通过与雌激素受体竞争有限的转录因子来抑制其转录活性[22].74延安大学学报(自然科学版)第23卷6　结束语目前,卵巢的两种雌激素受体已越来越为人们所关注,对它们的结构、功能及影响因素的研究已经有很大突破.但是,由于雌激素作用的复杂性,在两种雌激素受体的分子作用机制、信号转导通路的多级调控、不同亚基的选择性表达及二者的相互关系等方面仍存在较大争议,是有待于进一步深入研究的课题.参考文献:[1]Kuiper GGJM ,Enmar k E,P elto-Hnikko M.Cloning of a novel estr ogen r eceptor expr essed in r at pr ostate and ovary[J].P r oc Natl Acad Sci USA.,1996,93:59255930.[2]Mosselman S ,P olman J ,Dijkema .ER Bet a :identifica tion and character ization of a novel human estrogen r eceptor [J ].FEBS .,1996,392:4953.[3]田春艳.雌激素受体A 及其活性变化的影响因素[J].国外医学分子生物学分册,1999,21(6):348352.[4]蔡开琳.雌激素受体B 亚型[J].国外医学分子生物学分册,2001,23(2):100103.[5]Mowa CN,I wanaga T.Differ ential distr ibution of oestr ogen r eceptor -alpha and-beta mRNA in the fema le reproductive or gan of ra ts as r evealed by in situ hybr idization [J ].Endocr inol .,2000,165(1):5966.[6]Brandenber ger AW ,T ee MK .T issue distr ibution of estr ogen r ecr ptor s alpha (ER -alpha )and beta (ER -bet a )mRNA inthe midgestational human fetus [J ].Clin Endocrinol M etab .,1997,82(10):35093512.[7]Lau KM,Leav I,Ho SM.Rat estr ogen receptor-a lpha and -bet a,and pr ogesterone r eceptor mRNA expression in var iouspr ostatic lobes and micr odissect ed norma l and dyspla stic epithelial tissues of the Noble ra ts [J].Endocrinol.,1998,139(1):424427.[8]P rins GS ,M armer M ,Woodham C .Estr ogen receptor -beta m essenger r ibonucleic acid ont ogeny in the prostate of nor -mal and neonat ally estr ogenized r ats [J ].Endocr inol .,1998,139(3):874883.[9]Greene GL,King SB,Jensen WJ.Immunocytochemical st udies in est rogen receptor s [J].St eroid Biochem.,1984,20:5156.[10]Madhabananda S,Fr ank W.Differ ential expr ession of est rogen r eceptor-B and estr ogen receptor -A in the rat ovary[J].Endocrinology ,1999,140(2):963971.[11]Cowley SM ,Hoa re S ,Mosselman S .Estr ogen r eceptors A and B for m het erodimers on DNA [J ].Biol Chem .,1997,272:1985819862.[12]Kuiper GGJM,Car lsson B,Grandien par ison of t he ligand binding specificity and tr anscr ipt tissue distribution ofestrogen r eceptors A and B [J].Endocr inol,1997,138:863870.[13]Lubahn DB ,Moyer JS ,Golding T S ,Alter ation of r epr oduct ive function but not pr enatal sexual development after inser -t ional disruption of the mouse estr ogen r eceptor gene [J ].Pr oc Natl Aca d Sci USA .,1993,90:1116211166.[14]Byers M ,Kuiper GGJM ,Gustafsson J -A .Estr ogen receptor -B mR NA expression in rat ovary :down regulat ion by go-nadot ropins [J].M ol Endocr inol.,1997,11:172182.[15]P atter sson K,Gr andien K,Kuiper GGJM.Mouse est rogen receptor B for ms estr ogen r esponse element -binding het -er odimer s wit h estr ogen receptor A [J].Mol Endocr inol.,1997,11:14861496.[16]Socorr o S ,P ower DM ,Olsson PE .T wo estr ogen r eceptors expr essed in the t eleost fish ,Sparus aur ata :cDNA cloning ,character ization and tissue distribution [J ].Endocrinol .,2000,166(2):293306.[17]Migliaccio A,Piccolo D.Castor ia G,Activation of the Src/p21r as/Er k pathway by progestr one r eceptor via cr oss-ta lkwith estrogen r eceptor [J].EM BO.,1998,17:20082018.[18]Cast or ia G,Bar one MV,Di Domenico.Non-tr anscr iptional action of oestr adiol and pr ogest in tr iggers DNA sythesis[J].EMBO .,1999,18:25002510.[19]R azandi M ,Pedr am A ,Greene GL .Cell membr ane a nd nuclear est rogen r eceptors (ERs )or iginate fr om a single tr an-script :st udies of Er alpha a nd Er beta expressed in Chinese hamster ovar y cells[J].Mol Endocr inol.,1999,13:309319.[20]Vladusic EA,Hor nby AE,Guerr a-Vladusic FK.Expr ession of estr ogen r eceptor beta messenger RNA var iant in br east ca ncer [J ].Cancer Res .,1998,58(2):210214.[21]Couse JF ,Lindzey J ,Gr andien K .T issue distribution and quantitat ive analysis of est rogen r ecept or -alpha (ERalpha )75第3期 雷　忻,等:卵巢雌激素受体的研究进展 76延安大学学报(自然科学版)第23卷and estrogen r ecept or-beta(ERbeta)messenger ribonucleic acid in the wild-type and Er alpha-knockout mouse[J].En-docrinology,1997,138(11):46134621.[22]Katzenellenbogen BS.Estr ogen receptor s:bioactivities and inter actions with cell signaling pathways[J].Biol R epr od.,1996,54(2):287293.〔责任编辑　李晓霞〕Research Advance of Estrogen Receptor in the OvaryLEI Xin1,2,ZHANG Yun-hui2,LI Ya-lin3(1.College of Life Science,Yanan Univer sity,Yanan716000,China;2.College of Life Science,Shaanxi Normal University,Xi'an710062,China;3.Department of Chemistry,Weinan Normal College,Weinan714000,China)Abstr act:Estrogen Receptor play key role in the endocrine regulation of ovary.Recently,a great pr ogress has been achieved in the studies on the molecular structure and regulative mechanisms.T he field,includ-ing the discovery,molecular structure,distr ibution,regulation and effective factors of estrogen receptor alpha(ER A)and estr ogen receptor beta(ER B),is explicated in the article.Key wor ds:ovary;estrogen receptor;ER A;ER B;regulation(上接第72页)A Research on the Selection of Culture Media of MaternalSeeds of Plearotus OstreastusHE Xiao-long,HAN Tao,REN Gui-mei(College of Life Science,Yanan U niversity,Yanan716000,China)Abstr act:T he mater nal seeds of P lea rotus Ostreastus were cultivated by six kinds of different slanting cul-ture media.T he result showed that the maternal seeds of Plearotus Ostreastus grew more quickly and better after adding wheat and corn to the synthesized potato culture media.T he culture media adding P lea rotus Ostreastus grew more slowly than ever,but it was doing well.Analysis of the grownth speed of the culture media at variance,It showed that the culture media adding wheat and corn grew far better than the others. Key wor ds:Plearotus Ostrea stus;Maternal seeds;T he formulation of culture media;growth speed。