β-腎上腺素能受體與前列腺癌的研究進展

張巧英綜述 李本義審校

1. 紹興文理學院醫(yī)學院病理學教研室（浙江 312000）； 2. 廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院泌尿外科

β-腎上腺素能受體與前列腺癌的研究進展

張巧英1綜述 李本義2審校

1. 紹興文理學院醫(yī)學院病理學教研室（浙江 312000）； 2. 廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院泌尿外科

前列腺癌是威脅中老年男性健康的常見腫瘤。隨著人民生活水平的提高和人均壽命的延長，我國前列腺癌的發(fā)病率和死亡率有逐年上升的趨勢。在前列腺癌的早期，去勢或抗雄激素治療有效，約18個月后，前列腺癌會進展成為去勢阻抗型，目前沒有治愈的療法［1］。近年的研究表明，兒茶酚胺類激素激活腎上腺素能受體（AdR），通過多種信號傳導方式和機制在前列腺癌的發(fā)生與發(fā)展過程中起作用［2-5］。服用β-腎上腺素能受體阻滯劑的高血壓患者前列腺癌發(fā)生率、復(fù)發(fā)率和死亡率顯著低于未服用人群［6，7］，因此β-腎上腺素能受體阻滯劑有可能起到輔助治療前列腺癌的作用［8］。本文將就β-腎上腺素能受體在前列腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用及機制研究現(xiàn)狀做一簡要綜述。

一、前列腺的神經(jīng)源性調(diào)控

前列腺接受來自下腹神經(jīng)的交感神經(jīng)支配和來自盆神經(jīng)的副交感神經(jīng)支配，交感神經(jīng)主要分布于前列腺包膜和間質(zhì)的平滑肌部分，副交感神經(jīng)主要分布于前列腺上皮組織。大多數(shù)交感神經(jīng)節(jié)后纖維釋放的遞質(zhì)（腎上腺素、去甲腎上腺素）作用于腎上腺素能受體，而副交感神經(jīng)節(jié)后纖維釋放的遞質(zhì)（乙酰膽堿）作用于膽堿能受體。健全的神經(jīng)支配與前列腺平滑肌收縮功能共同維持前列腺的正常生理功能。

腎上腺素能受體是鳥苷酸結(jié)合蛋白（G 蛋白）偶聯(lián)受體的超家族成員，分為α和β兩類，目前已知α受體包括α1（α1A、α1B、α1D）和α2（α2A、α2B、α2D）兩種亞型，β受體包括β1、β2和β3三種亞型。α1和β2受體調(diào)節(jié)平滑肌張力，α1受體介導前列腺平滑肌收縮，β2受體則介導其松弛［3，9］。去甲腎上腺素激活G蛋白偶聯(lián)的α1受體，升高細胞內(nèi)鈣濃度，激活蛋白激酶C（PKC）和Rho激酶從而引起前列腺平滑肌細胞的收縮。β2受體引起平滑肌松弛的作用則主要通過腺苷酸環(huán)化酶活化后產(chǎn)生環(huán)磷酸腺苷（cAMP），激活蛋白激酶A（PKA）而引起［3］。以前的研究認為α1受體與β2受體是獨立作用的，但最近有研究表明，刺激α1受體也可以通過G蛋白偶聯(lián)受體激酶-2/3（GRK2/3）導致β2受體磷酸化，降低其敏感性，使其介導平滑肌松弛的作用下降，加強α1受體調(diào)節(jié)的收縮反應(yīng)［3］。在人工培養(yǎng)的前列腺基質(zhì)細胞中，β2受體通過升高cAMP及激活K+通道而抑制β1受體激動劑引起的細胞內(nèi)鈣離子濃度升高，從而使前列腺平滑肌松弛［5］。因此，α1和β2受體在人類前列腺中是相互作用的［3］。除α1和β2受體之外，α2受體也可以通過觸突前抑制的方式抑制神經(jīng)性去甲腎上腺素的釋放，下調(diào)前列腺的神經(jīng)性收縮，而β1和β3受體可能也有調(diào)節(jié)平滑肌松弛的作用［5，9］。

膽堿能受體分為毒蕈堿型（M型）和煙堿型（N型）兩類，煙堿型受體與前列腺收縮無關(guān)，毒蕈堿受體有多種亞型，在不同物種有所不同。在人類，M1受體位于上皮細胞上，M2受體位于基質(zhì)，M1和M3受體位于前列腺癌癥細胞系。最近的一些研究表明，毒蕈堿的受體可以調(diào)節(jié)正常的、良性的和惡性的前列腺增長。一氧化氮、血管活性腸多肽和（或）神經(jīng)肽Y在某些前列腺傳入神經(jīng)纖維中與膽堿酯酶和（或）乙酰膽堿共存，在前列腺分泌中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用［10］。

二、β-腎上腺素能受體的分布及作用

β受體主要分布于心臟、血管與肺組織中，介導交感神經(jīng)系統(tǒng)兒茶酚胺的生理學效應(yīng)。在一些良性疾病及惡性腫瘤中也有β受體的表達，包括良性前列腺肥大、前列腺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌和腸易激綜合征等［3，11-13］。

β1受體主要存在于脂肪組織中。通過分析34例癌癥惡病質(zhì)組織及對照組織脂肪細胞中相關(guān)受體的表達情況，發(fā)現(xiàn)β1受體和激素敏感性脂肪酶（HSL）的mRNA表達在惡病質(zhì)組織都升高了大約50%，而其他受體如β2、β3受體、α2C受體、利鈉肽受體和胰島素受體的mRNA水平在惡病質(zhì)組織中及對照組織中持平。惡病質(zhì)組織的β1受體蛋白表達比癌癥對照組織增加1.5倍，比良性對照組織增加3倍，免疫熒光檢測確認其為脂肪細胞膜蛋白。β1受體表達增加能激活HSL，提高脂肪分解通路的敏感性，高達大約50%的HSL蛋白表達的變化可以用β1受體蛋白表達的變化來解釋，而且β1受體蛋白質(zhì)水平和脂肪分解速率呈正相關(guān)。HSL是促進癌癥惡病質(zhì)脂解作用的主要原因，增加β1受體表達可以解釋癌癥惡病質(zhì)患者的HSL功能變化，因此，β1受體激活能加強腫瘤惡病質(zhì)的脂類分解作用［13］。

β2受體是前列腺細胞中最主要的亞型，PC-3和LNCaP細胞中，超過95%的β受體結(jié)合活性通過β2受體介導［14］。免疫組織化學染色顯示在良性與惡性前列腺組織中β2受體主要存在于上皮中［4，15］，也有報道稱β2受體只存在于人類前列腺癌組織中［16］。β2受體是介導兒茶酚胺誘導cAMP變化的主要亞型。在前列腺癌LNCaP細胞中，對兒茶酚胺的效力等級次序是特布他林（3.31nM）＞異丙腎上腺素（8.31nM）＞或=非諾特羅（15nM）=腎上腺素（16.2nM）＞去甲腎上腺素（77.5nM）＞BRL-37344（1000nM）＞多巴酚丁胺（1770nM）＞CGP12177（無效）。選擇性β2受體拮抗劑ICI118551比選擇性β1受體拮抗劑ICI89406能更強有力地抑制異丙腎上腺素的作用［9］。

β3受體主要表達于脂肪細胞和腸神經(jīng)元中，其中黏膜下神經(jīng)元的β3受體陽性率為72%，肌間神經(jīng)元的β3受體陽性率為3%。在大鼠動物實驗中，選擇性β3受體激動劑CL316243能減輕芥子油引起的內(nèi)臟痛，此效應(yīng)受生長激素抑制素-2（SST-2）受體拮抗劑阻斷；而人類選擇性β3受體激動劑GW427353能促進脂肪細胞釋放SST2來減輕人類游離結(jié)腸中電刺激誘發(fā)的神經(jīng)性膽堿能收縮，從而減輕疼痛。據(jù)推測β3受體可能是一種很有前途的降低腸神經(jīng)元過度興奮的靶點，GW427353可能是腸易激綜合征患者的有效治療藥物［12］。

三、β2腎上腺素能受體在前列腺癌中的作用及機制

近年的臨床研究報告表明腎上腺素能信號在前列腺癌形成及發(fā)展過程中發(fā)揮了一定的作用。有報告回顧性分析了43例前列腺癌標本，發(fā)現(xiàn)腎上腺素能神經(jīng)纖維密集分布于腫瘤及腫瘤周圍的正常組織中，高風險病人（PSA≥10 ng/mL，Gleason score≥7，stage≥T2b）比低風險病人（PSA＜10 ng/mL，Gleason score＜7， stage T1c or T2a）的分布密度更高，而且密度越高，腫瘤增殖指數(shù)越高，且復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的概率越大。在小鼠移植瘤模型中，同時阻斷β2和β3受體比單獨阻斷其中一種受體更顯著地抑制腫瘤的進展［8］。在前列腺癌LNCaP細胞中，用β受體激動劑使cAMP濃度升高，能誘導細胞增殖［9］。大多數(shù)基因表達譜研究顯示β2受體 mRNA在前列腺癌中表達增加［15，17］。眾多文獻都報道前列腺癌細胞中β2受體的蛋白質(zhì)表達水平比良性前列腺細胞顯著增加［4，15］。另外，前列腺癌患者的雄激素水平與β2受體的活性均明顯增高［18］。

β2受體是前列腺癌中與轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的兩個重要轉(zhuǎn)錄因子ERG和EZH2的下游目標基因。ERG和EZH2通過直接調(diào)控其啟動子活性或通過表觀遺傳修飾來抑制β2受體的基因轉(zhuǎn)錄水平［4］。最近報道在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，ERG顯示出抑制前列腺腔和神經(jīng)內(nèi)分泌分化的作用［19］，提示ERG可能與癌細胞的去分化相關(guān)。這印證了β2受體和ERG與分化表型分別呈正相關(guān)和負相關(guān)這個假設(shè)。EZH2蛋白具有致瘤性質(zhì)，在前列腺癌及乳腺癌中顯著表達，但其潛在機制還不清楚。近來有研究發(fā)現(xiàn)EZH2調(diào)控β2受體啟動子，抑制受體的表達，β2受體超表達則降低EZH2介導的腫瘤形成。組織微陣列分析表明，β2受體在轉(zhuǎn)移性前列腺癌中低表達，在臨床上表現(xiàn)為預(yù)后不良，因此有人認為β2受體可以作為判斷前列腺癌預(yù)后及侵襲性的生物學指標［4］。進一步研究分析后發(fā)現(xiàn)EZH2通過抑制β2受體從而誘導前列腺上皮至間質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)化（EMT），而EMT是致瘤活動的關(guān)鍵點，有關(guān)β2受體作為前列腺癌中EZH2致瘤通路的新型關(guān)鍵作用點尚需進一步研究［20］。

流行病學調(diào)查表明使用β-受體阻滯劑能提高抗雄治療前列腺癌患者的生存期。在655例前列腺癌患者中，有263人接受雄激素去勢治療，β-受體阻滯劑服用組的前列腺癌特異性死亡率明顯降低（HR=0.14，95%CI=0.02-0.85，P=0.032），但對總體死亡率無影響，也不影響PSA水平、Gleason評分、臨床診斷分期等，結(jié)果表明在接受去勢治療的前列腺癌患者中應(yīng)用β受體阻滯劑有一定的臨床價值，但需更大人群樣本的研究［7］。

精神心理壓力是繼飲食后的第二種能影響前列腺癌演進的環(huán)境因素，前列腺癌患者壓力較大且處于焦慮狀態(tài)，而服用β-受體阻滯劑的男性則患前列腺癌的機率較低。β2受體是受精神壓力誘導的受體之一，有報道認為其表達與惡性腫瘤密切相關(guān)。β2受體能通過增加LNCaP和PC3前列腺癌細胞內(nèi)cAMP水平和ERK1/2活性來提高細胞的增殖性與惡性［18］。通過組織培養(yǎng)模型、小鼠前列腺異植瘤模型及臨床研究顯示，用腎上腺素刺激、人為施加精神壓力或來自手術(shù)的壓力均能激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，刺激β-受體而促進前列腺癌發(fā)生與發(fā)展，同時抑制前列腺癌細胞的凋亡和老化，加速前列腺癌的發(fā)展，并誘導腫瘤轉(zhuǎn)移，其效應(yīng)隨循環(huán)血液中腎上腺素水平的升高而增強。精神壓力對Hi-Myc轉(zhuǎn)基因老鼠中腫瘤發(fā)展的促進作用能被β2受體拮抗劑、PKA抑制劑或BAD突變分子阻斷［1， 2， 6］。

β2受體主要通過G 蛋白轉(zhuǎn)導信號來發(fā)揮調(diào)節(jié)細胞功能的作用。β2受體是胞膜G蛋白的耦合受體，首先通過cAMP信號途徑起作用。配體與β2受體結(jié)合后刺激腺苷酸環(huán)化酶活性，通過Gαs產(chǎn)生cAMP。在許多前列腺癌細胞系中已證實腎上腺素能誘導cAMP［18，21］。大多數(shù)cAMP的影響通過cAMP依賴蛋白激酶（PKA）介導，使cAMP響應(yīng)元素CREB磷酸化，導致諸如特異性神經(jīng)元烯醇酶/烯醇酶2（ENO2，一種神經(jīng)內(nèi)分泌標記）和B細胞/淋巴瘤2（BCL2，編碼一個抗凋亡蛋白）［22］的表達。PKA誘導CREB磷酸化可能直接或間接通過p21-活化的蛋白激酶4（PAK4）和（或）細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）活性實現(xiàn)。精神壓力也可能通過BAD（BCL2-associatedagonistof celldeath，BCL2相關(guān)性細胞死亡激動劑）發(fā)生PKA-依賴性磷酸化而提高抗凋亡能力［23］。此外，PKA可能通過抑制ras同族體成員（RhoA）-Rho-associated PKA（ROCK）途徑導致神經(jīng)突增生［24］。最后，PKA介導腎上腺素能刺激效應(yīng)，通過PI3K /AKT/ p70S6K / HIF-1α途徑上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）水平，促進HUVEC毛細管的形成［25］。

但也有研究表明，β2受體的功能與G蛋白無關(guān)，比如在研究β2受體是否參與調(diào)節(jié)黏著斑重構(gòu)從而促進腫瘤遷移的實驗中發(fā)現(xiàn)，β2受體活化后能誘導RhoA的鳥嘌呤核苷酸交換因子p115RhoGEF從細胞質(zhì)內(nèi)移到細胞膜上，并與β抑制蛋白-2形成復(fù)合體，同時RhoA被活化、黏著斑和張力纖維形成增加，說明β2受體在細胞遷移中發(fā)揮重要作用，β抑制蛋白-2可能是G蛋白偶合受體通路之外激活RhoA的關(guān)鍵點［26］。β抑制蛋白-1和-2可以阻斷β2受體與G蛋白偶合。β抑制蛋白還能調(diào)節(jié)活化的β2受體脫敏和胞內(nèi)化。在穩(wěn)定地過表達β抑制蛋白-2的LNCaP細胞中發(fā)現(xiàn)與β2受體介導的 ERK1/2 活性和細胞增殖性有關(guān)。另外，β2受體激活后能引起β抑制蛋白-2/ c-Src復(fù)合物的增多，c-Src抑制物則能阻斷這種復(fù)合物的增多并抑制細胞的增殖，揭示β抑制蛋白-2與精神壓力導致前列腺腫瘤的形成有關(guān)，提供了一個潛在的腫瘤治療靶點［18］。另外，有研究發(fā)現(xiàn)在多種人類腫瘤細胞中，腫瘤遷移促進蛋白AGAP2能與β抑制蛋白形成復(fù)合體，提高β2受體在細胞內(nèi)的回收利用，β2受體激活后AGAP2出現(xiàn)過表達，并加強細胞內(nèi)ERK激酶的磷酸化，參與腫瘤的演進與發(fā)展［27］。

β受體的作用在不同的腫瘤中不盡相同。去甲腎上腺素通過激活β2受體促進乳腺癌、結(jié)腸癌和前列腺癌細胞遷徙活動；與之相反，胰腺癌細胞經(jīng)去甲腎上腺素治療卻顯示為遷徙活動減少，這個矛盾的結(jié)果可能與細胞特異性激活通路的差異有關(guān)［11］。同樣，在前列腺癌中也有不同的結(jié)果。盡管β2受體在惡性腫瘤細胞中的表達是增加的，但它的表達水平似乎隨著腫瘤的進展而下降，在無瘤生存者中，β2受體與PSA成負相關(guān)［4］。在轉(zhuǎn)移性前列腺癌，情況更為復(fù)雜，高水平和低水平的β2受體都曾被觀察到［4，15］。大部分文獻報道前列腺癌β受體活化及表達增加會促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展，促進惡病質(zhì)的發(fā)生等，β受體阻滯劑的使用能降低患癌風險，抑制前列腺癌的發(fā)展與轉(zhuǎn)移［2，6，13，26］，但也有部分文獻報道得出不同的甚至相反的結(jié)論，如有人分析448例前列腺癌，發(fā)現(xiàn)β受體阻滯劑的使用與患癌危險性無關(guān)［7］；EZH2抑制β2受體的表達，增強細胞遷徙能力，β2受體超表達能阻止腫瘤形成，臨床上β2受體表達降低與局部腫瘤的不良預(yù)后有關(guān)［4］。

四、小結(jié)和展望

總之，β受體在前列腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，但其作用機制還不完全清楚，有待于進一步的研究。臨床證據(jù)表明，使用β受體阻滯劑對前列腺癌有一定的抑制作用，而β受體阻滯劑是臨床上廣泛應(yīng)用的藥物，具有良好的耐受性。因此，β受體阻滯劑很有潛力作為一種新型的輔助藥物，降低前列腺癌發(fā)生的風險，并抑制前列腺癌進展，提高患者的生存期。

致謝：本課題由國家自然科學基金資助課題（面上項目#8117247）項目資助

受體， 腎上腺素能β； 前列腺腫瘤； 神經(jīng)

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（2015-05-21收稿）

10.3969/j.issn.1008-0848.2015.09.016

R737.25