雌激素及其受體在克羅恩病發(fā)生和發(fā)展中作用的研究進展

武國智，安麗娜，劉 敏，王玉平，郭慶紅*

(1.蘭州大學 第一臨床醫(yī)學院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學第一醫(yī)院 消化科 甘肅省胃腸病重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

克羅恩病(Crohn’s disease，CD)是由于環(huán)境因素作用于具有遺傳易感性以及腸道菌群紊亂的個體，導致黏膜免疫反應的異常和上皮細胞屏障功能受損的自身免疫性疾病。現有的研究表明，CD的發(fā)生可能涉及機體內分泌激素的失調(包括性激素、脂肪因子[1]、腦腸肽[2-3]、維生素D[4]等)。其中，性激素分泌水平的變化有可能通過表觀遺傳學途徑參與CD的發(fā)生發(fā)展。臨床研究發(fā)現女性群體具有更低的CD發(fā)病風險[5-7]，這提示女性體內的雌激素水平的變化或者作用途徑的不同可能會影響腸道的炎性反應。目前也發(fā)現雌激素的使用對于胃腸道疾病的治療存在極大的優(yōu)勢[8]?？傮w來看，這些結果支持雌激素參與CD發(fā)病的假說，本文現著重對雌激素及其受體在CD的發(fā)生和發(fā)展中的作用作一綜述。

1 雌激素與胃腸道疾病

雌激素在胃腸道疾病中的作用是復雜的，越來越多證據開始強調雌激素與炎性反應的關系。在小鼠模型中雌二醇(estradiol, E2)可以通過下調IL-6、TNF-α、IFN-γ、單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)和巨噬細胞炎性蛋白-1α(microphage inflammatory protein-1α,MIP-1α)等炎性因子的表達，抑制NO合酶活性并減少炎性細胞的聚集[9-10]。在使用E2處理后，盲腸黏膜中幾乎沒有觀察到炎性浸潤與異型增生；同時，觀察到盲腸中IFN-c、CXCL9和 IL-10等炎性因子的表達也發(fā)生顯著降低[8]，這一發(fā)現進一步佐證了雌激素對腸道黏膜的保護作用，而且發(fā)現上述炎性因子的水平與疾病的活動程度密切相關，其表達的下降表明雌激素能夠降低機體細胞的炎性反應敏感性并減輕疾病的嚴重程度。值得指出的是，CD患者出現的胃腸道癥狀也與體內雌激素水平密切相關[11-13]，可能與雌激素激增導致腸蠕動降低和疼痛感增強有關。目前的研究表明，雌激素水平的降低，會使腸道黏膜失去保護作用，女性體內的E2已被證明可以減少全結腸的炎性浸潤和組織學損傷并且促進腸道黏膜損傷的恢復。需要進一步的研究驗證這一效應背后的分子機制。

2 G蛋白耦聯(lián)雌激素受體

雌激素對機體生理及病理生理的作用由膜結合的G蛋白耦聯(lián)雌激素受體(G protein-coupled estrogen receptor, GPER)、核受體家族的核雌激素受體α(estrogen receptor α, ERα)和β(ERβ)所介導[14-15]。CD患者存在GPER、ERα和ERβ表達水平的失調，致使局部黏膜免疫反應的異常。具體表現在CD患者腸黏膜中GPER的過表達，ERα表達的上調以及ERβ表達的下調[16-19]。同時GPER表達的失調也可能參與影響核雌激素受體的表達水平，在一定的條件下，能夠上調ERα的表達[20]，這對于更好地理解結腸中的雌激素信號之間的相互調節(jié)是至關重要的。GPER與ERα和ERβ在細胞核和質膜上的功能有所不同，作為一種僅限于細胞膜的整合蛋白，這類雌激素受體無法直接調控基因的表達，而是通過激活改變轉錄因子活性來間接進行調控[20]。目前認為CD患者中GPER表達水平的改變可能起著調節(jié)免疫應答的作用，但是關于GPER的過表達對免疫相關基因及通路調節(jié)的影響尚無完整報道，因此關于腸道局部GPER表達水平改變對炎性反應的影響仍需進一步驗證。當前僅清楚GPER的激活常參與MAPK/ERK通路級聯(lián)激活反應以及免疫應答相關基因、非編碼RNA(miR-145、miR-148-5p和miR-592)的表達水平的改變[19]。在三硝基苯磺酸誘導的小鼠CD模型發(fā)現，雌激素受體激動劑和拮抗劑對GPER活性的調節(jié)對結腸炎的發(fā)生具有重要的影響[9]，在使用E2或G1(GPER激動劑)后能夠有效降低GPER的表達水平。小鼠CD模型中存在腸道Stat3等免疫調節(jié)基因表達增加，GPER激活能夠阻斷這種促炎因子依賴性通路[16]，明顯降低免疫相關基因表達水平。另外，GPER也可能通過激活cAMP/PKA/CREB信號通路，調節(jié)魚類模型中IL-1、IL-10、前列腺素內源性過氧化物合成酶2和前列腺素D2合成酶等炎性介質的表達[21]。當使用GPER抑制劑時，能夠明顯觀察到免疫細胞浸潤及結腸潰瘍、肉芽腫的發(fā)生。相對而言，激活GPER能夠改善疾病活動程度，降低致死率[18]。越來越多的證據表明，GPER在幾種主要細胞信號通路的調控中起著至關重要的作用。在這些研究中指出GPER通過自主發(fā)揮作用，抑制黏膜的炎性反應。然而目前更多的研究都集中在ERα和ERβ在胃腸道中的作用，關于GPER在腸道炎性反應過程中的作用以及對CD患者的疾病嚴重程度和預后的研究仍較有限。

3 雌激素主要通過ERα與ERβ參與胃腸生理活動

以往研究認為，雌激素主要是通過ERα與ERβ來參與胃腸生理活動，17β-E2通過其兩個核受體ERα和ERβ構成的信號通路是轉錄調控的重要靶點。其中，ERβ在正常腸道組織中的高表達調節(jié)著腸道上皮的增殖、分化，維持腸道正常屏障功能，其特異性信號影響E2依賴的調節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Tregs)分化來進行免疫調控[22-23]。一項小鼠模型中，在ERβ高表達情況下能夠降低右旋糖酐硫酸鈉誘導的結腸炎的風險[24]。大鼠模型中觀察到雌激素及ERβ信號能夠參與轉錄水平調控、改變腸道上皮的通透性并且抑制炎性反應活動性[25]。然而當減弱ERβ信號傳導時，IL-6和IFN-γ等炎性介質的表達則顯著增加[23],從而加重回結腸炎性反應。此外，在ERα缺陷小鼠中發(fā)現，盲腸嚴重炎性反應的情況明顯減少?？赡芡ㄟ^阻斷ERα的信號傳遞后會減少IFN-γ等炎性介質的產生；其次，也有可能通過剩余的功能受體ERβ優(yōu)先發(fā)出信號降低了IL-12、IL-17a、CXCL9和IFN-c等炎性介質的表達[7]。除此之外，GPER也可與核雌激素受體相互作用。GPER激活導致ERα在胞質內的積聚，而受體抑制則使ERα向細胞核轉移[19]，這提示GPER與ERα可以協(xié)同促進CD的炎性反應。因為ERα與ERβ特異性信號的基因組和非基因組效應常呈相互拮抗作用，在局部ERα的缺失及阻斷可能促進ERβ優(yōu)先傳遞信號進而對結腸黏膜產生保護作用。

特定細胞中ERα/ERβ比值改變對于雌激素介導的細胞效應亦具有重要的意義，血清中ERβ/ERα比值與CD的臨床和內鏡活動呈現負相關性[17, 26]。CD患者常伴有外周血T細胞ERα表達顯著增加，回腸末端、外周血T細胞和炎性反應組織ERβ的表達明顯降低,且疾病活動程度(血漿IL-6水平)越高,ERβ表達的降低越顯著[25]。這也從側面表明調節(jié)腸道IL-6水平有助于上調ERβ表達和改善腸道炎性反應。此外，ERβ/ERα比值的改變亦有希望作為疾病活動的生物標志物。但是在ERβ/ERα比值變化的情況下，對GPER活性的影響尚不清楚，這可以作為未來研究的一個重要領域，進一步探討3種受體間的相互作用機制及對CD發(fā)生發(fā)展的影響。

4 問題與展望

本文論述了雌激素可能通過GPER啟動了不同信號分子和傳導途徑，通過核雌激素受體ERα與ERβ直接調控雌激素基因組，進而影響CD的發(fā)生發(fā)展與炎性反應程度。雖然目前在動物和其他疾病模型中探索了雌激素及其受體對炎性反應的調節(jié)作用，但是在人CD中這種作用仍舊不明，未來還需要更多的研究從分子與基因層面探討雌激素激活受體后對下游通路的具體調控機制。另外，也應該更多地使用生物化學和細胞生物學等方法來探索GPER和經典核雌激素受體(ERα、ERβ)之間的相互作用。最后，對CD發(fā)病機制的研究與總結也為未來疾病的靶向治療提供思考。目前，不僅有所熟知的TNF-α拮抗劑(TNF-α拮抗劑部分通過增強ERβ特異性信號而發(fā)揮作用)，而且也開始有越來越多的動物試驗開始評價使用GPER激動劑和抑制劑來調控免疫相關基因的表達，類似的也可以使用ERα、ERβ特異性激動劑和拮抗劑來調節(jié)CD腸道炎性反應,不過目前尚未開展針對該靶點及其下游分子的藥物臨床試驗，對其療效和安全性知之甚少。因此，針對雌激素及其受體靶點有望成為CD機制研究的熱點及新興的治療手段。