性激素与肿瘤课件.ppt
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1、性激素与肿瘤,雌激素属于固醇类激素,雌激素(estrogen),雌激素对女性第二性征的发育和维持是必不可少的。但雌激素对女性不同器官的含意不一样,对肝脏、心脏和骨有益;对乳腺和子宫存在一些负面影响。另外雌激素水平升高,也可因起血液高凝状态。雌激素的不同生物学功能与ER的不同亚型和分布有关。,雌激素受体(ER)属于核受体,雌激素受体(ER),与其他核受体结构相似。有A、B、C、D、E和F 6个结构域,4个功能区。ER现分两型:ER和ER。人ER与ER有高度同源性。,ER和ER比较,ER和ER有许多异构体,ER2、ER3、ER4等。ER2/CX、ER2、ER3等。ER多种异构体的存在,分布在不同的
2、组织,展现了ER的多态性和功能复杂性。,ER和ER的组织分布,ER表达在许多不同组织,包括男女生殖道、骨骼肌、心肌、肾、肝、下丘脑等处。ER表达表现有特定的组织分布,它主要分布于卵巢、前列腺、睾丸、脾、肺和下丘脑等处。,ER和ER的组织分布,值得注意的是有些组织具有ER和ER两种受体的共同表达,这些组织包括:卵巢、脑、骨骼、血管系统和乳腺。,ER和ER的生理作用,ER刺激细胞增生。目前的观点是ER抑制ER引起的细胞增生,对ER可能有一种制衡作用。,ER和ER在乳腺的分布,正常乳腺组织,仅有710%的上皮组织表达ER,而有8085%的上皮组织表达ER,如果这种平衡被打乱,将会出现乳腺疾病,因此认
3、为ER对正常乳腺有保护作用。,经ER介导的信号途径,1.经典配体依赖的ER激活方式2.经膜ER的作用方式 3.ER被胞浆蛋白激酶磷酸化激活,1.经典配体依赖的ER激活方式,处于静止状态的ER与HSP等分子伴侣形成复合物,一旦与激素结合,构象立即变化,分子伴侣解离,激素/ER复合物进入细胞核内通过DBD实现二聚化。二聚体ER与靶基因启动子区的ERE结合引起染色质结构变化,从而影响各种转录因子与染色质的相互作用,以此激活或抑制下游基因的表达。,ER的转录激活,受体调节因子对ER的转录激活也有一定作用。1.辅活化物(co-activators,CoA)2.辅阻遏物(co-repressors,CoR
4、),雌激素受体的转录激活,2.经膜ER的作用方式,现已证实雌激素还存在细胞膜ER。与核ER相比,膜受体占5%10%。,膜ER的起源,目前的观点倾向膜ER与核ER是同一基因编码的不同剪接体(isoform),因为核ER敲除的小鼠,也缺乏膜ER,提示膜ER与核ER是同一基因编码。,膜ER的起源,至于膜ER的疏水结构域,可能的解释是在ER合成早期,一部分ER的在其E结构域C447发生十六烷酰化,十六烷酰化的ER与小窝蛋白1相互作用,使ER能够插入质膜。,膜ER的非基因组作用方式,膜ER的作用方式不同与核ER的基因组作用方式,而是一种非基因组作用方式,这种作用方式不需要雌激素进入细胞核,而是通过分布于
5、细胞膜的ER,能够快速激活细胞内信号,从而改变胞内蛋白功能和调控基因表达,但持续时间较短。,mER,经膜ER的信号传导途径,在缺乏雌激素情况下,膜ER以单体形式存在。当有雌激素刺激时,膜ER可迅速形成同源二聚体,二聚体的形成需要G和G的参与。信号传导主要包括:NO信号通路Ca2+信号通路蛋白激酶(MAPK、PI3K-Akt等)信号通路,细胞膜ER的功能,膜ER与核ER功能互补膜ER效应:快速,短暂核ER效应:缓慢,持久,GPR30/GPER,是一种新发现的膜相关ER。GPR30是7次跨膜蛋白。GPR30广泛表达于人体多种正常组织及多种肿瘤细胞,通过与EGFR的偶联作用,介导雌激素的非基因组效应
6、,参与多种疾病及肿瘤的发生过程。,GPR30/GPER,GPR30/GPER在乳癌等过表达,在乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌等肿瘤均有GPR30/GPER过表达的报道,提示GPR30/GPER可能是一雌激素相关肿瘤潜在治疗靶点。,3.ER被胞浆蛋白激酶磷酸化激活,胞浆ER有时可通过生长因子受体信号被激活。例如MAPK、PI3K-Akt等,它们可磷酸化胞浆ER。磷酸化ER再入核与转录因子AP1结合,调节靶基因表达。,3.ER被胞浆蛋白激酶磷酸化激活,这种作用方式既可以依赖雌激素,也可以非依赖雌激素,后者是ER磷酸化激活的主要方式,这研究成果表明生长因子在某些器官也可通过磷酸化ER来发挥刺激细胞生长作
7、用。图11-3,雌激素与肿瘤,表11-1,雌激素vs 肿瘤,一般认为雌激素本身不具有致癌作用,但有促癌剂的作用。但现在也有实验对这一观点提出挑战,认为雌激素的代谢产物具有损伤DNA的功能。举例已烯雌酚(diethylstilboestrol,DES),雌激素vs 乳癌,解放初期上海市女性恶性肿瘤中排序第一是宫颈癌,乳腺癌并不常见。而现在则倒过来,乳腺癌在女性恶性肿瘤中排序第一,宫颈癌则降至第八位,这是生活方式的改变影响女性癌症排序的最生动的例子。,雌激素vs 乳癌,宫颈癌的发生与生孩子多、早婚等有关。乳腺癌的发生则与营养过剩、哺乳过少有关。少育、哺乳过少使女性丧失孕激素的保护作用,使雌激素始终
8、处于高位状态,有利于乳腺癌发生。,乳腺癌的流行病学,占女性恶性肿瘤的15%左右女性一生中有12%左右的几率患乳腺癌,雌激素是乳腺癌的危险因素,雌激素在大多数ER阳性的乳腺癌的发生发展中起重要作用,这种作用由ER介导,以ER信号传导的紊乱为特征,使乳房组织从激素依赖性向激素非依赖性或其他更具攻击性的基因型转变。,雌激素对肿瘤演进的影响,2/3乳腺癌表达ER,ER和ER的比值在良性和恶性乳腺肿瘤中不同,在良性组织中以ER为主,而在恶性组织中ER占优势,约有2/3的乳腺癌表达ER,反映了ER在乳腺癌演变过程中不断增强的自主性和失控性。,雌激素对乳腺肿瘤演进的影响,UDH:usual ductal h
9、yperplasiaAH:atypical hyperplasiaDCIS:ductal carcinoma in situ,ER基因在乳腺癌有甲基化,而ER基因由于启动子甲基化导致表达降低,ER/ER比值升高。虽然在乳腺癌中,ER表达总体上处于低水平,但也有不变或升高的报道,它在乳腺癌发生过程中的角色还不是很清楚,但总的来说,ER的表达对乳腺癌患者存活是有利的。,雌激素vs 肺癌,雌激素也可促进NSCLC的生长。在肺癌细胞中ER的数量比正常肺细胞所具有的数量要多,这显然表明雌激素在促进肿瘤细胞生长方面扮演着重要角色。,雌激素vs 肺癌,流行病学研究显示女烟民的肺癌发病率高于男性。阻断ER对于
10、预防肺癌的高危妇女人群来说可能是十分重要的,就象阻断雌激素效应可能预防妇女患乳腺癌一样。,雌激素致癌机制,还不是很清楚,可能与下列因素有关:1.ER介导的信号转导机制2.代谢物致DNA损伤机制3.经膜ER信号转导机制,1.ER介导的信号转导机制,A.经典配体依赖的ER作用方式(图11-3a)B.ER/Myc/Max作用方式由于雌激素的这种生长刺激作用,从而增加了DNA复制过程中错误的机会,产生基因突变最终导致乳腺癌的发生。,2.代谢物致DNA损伤机制,CE-3,4-Q是雌激素代谢的中间产物,可与DNA形成脱嘌呤加合物,而且在CE-3,4-Q形成过程中可产生氧自由基,这都可损伤DNA,并使之不能
11、修复,继而被错误复制而致癌。,3.经膜ER信号转导机制,通过活化MAPK(Erk)、PI3K-Akt和JNK等信号通路刺激细胞生长,它可能与ER阴性乳腺癌有一定关系。例如GPR30/GPER在乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌等癌症均有过表达的报道,提示雌激素可经膜上的相关受体发挥致瘤作用。,乳腺癌的内分泌治疗,1.使用选择性雌激素受体调控剂(SERMs)来阻断ER活性。2.阻断雌激素合成,降低雌激素水平。绝经前采用卵巢去势,绝经后用芳香化酶抑制剂(AIs)。3.使用选择性雌激素受体下调剂(SERDs)来对抗雌激素的作用。,SERMs,选择性雌激素受体调控剂(selective estrogen re
12、ceptor modulators),SERMs,是指能与ER相互作用,依据靶组织和激素内环境的不同而产生特异作用的一系列化合物,它们在有些组织表现为拟雌激素样作用而在另一些组织表现为抗雌激素样作用。理想的SERMs指对骨和心血管系统有雌激素样作用,对乳腺和子宫有抗雌激素样作用,同时没有血管并发症。,常用的SERMs,1.他莫昔芬(tamoxifen,TAM)2.雷洛昔芬(raloxifene)3.阿佐昔芬(arzoxifene)表11-2,他莫昔芬,雌激素的竞争性抑制剂,从而抑制细胞的过度增生和癌变。非激素性作用:包括拮抗钙调蛋白的活性,抑制PKC活性、前列腺素合成及ROS等。TAM是最广泛
13、使用于治疗ER阳性乳癌的药物。,他莫昔芬存在的问题,1.子宫内膜癌发生的危险。2.深部静脉血栓形成、肺栓塞及卒中等。3.对健康妇女是否也应口服TAM来预防乳腺癌仍是一个有争议的问题。,遗传影响患者对他莫昔芬的反应,他莫昔芬对乳腺癌的生长抑制效应由其代谢物4-羟-他莫昔芬和Endoxifen所介导的,据研究4-羟-他莫昔芬和Endoxifen对ER的亲和性比他莫昔芬高100倍。4-羟-他莫昔芬和Endoxifen的产生是由肝脏产生的CYP2D6酶所决定的。,他莫昔芬与CYP2D6,根据CYP2D6酶的活性,目前将人群中的CYP2D6酶分4个类型:1 超快代谢型(高度活性)2 大量代谢型(正常活性
14、)3 中间代谢型(活性降低)4 不良代谢型(没有活性),CYP2D6四种表型,1 超快代谢型通常携带多个拷贝有活性等位基因2 大量代谢型为野生型的纯合子个体3 中间代谢型为携带一个活性等位基因和一个无效等位基因的杂合子个体4 不良代谢型是由于两个等位基因突变造成表达产物酶分子的改变,从而产生代谢缺陷,使用他莫昔芬之前进行基因分析,对于CYP2D6不良代谢表现型乳腺癌患者,增加他莫昔芬剂量不会提高治疗效果,应考虑另类形式的内分泌治疗。相反,对CYP2D6超快代谢者,低小剂量的他莫昔芬就可能取得较好的疗效。因此有人甚至建议乳腺癌患者在使用他莫昔芬之前,应进行CYP2D6基因型分析。,Pax2,Pa
15、x2基因是配对盒家族中的转录因子成员之一,与肾脏发育有关。Pax2基因在介导雌激素和TAM刺激的子宫内膜细胞的增殖和癌变过程中起着关键作用。,TAM vs PAX2 vs子宫内膜癌,PAX2的表达只在子宫内膜癌细胞中被雌激素和TAM激活,而在正常的子宫内膜上皮细胞中则不能被雌激素和TAM激活,这种差异是由于与癌症相关的PAX2基因启动子低甲基化造成的。,PAX2,雷洛昔芬(raloxifene),是新一代SERMs,有取代TAM的趋势。它在骨和心血管系统表现雌激素样作用,在乳腺和子宫表现抗雌激素样作用,并能预防乳腺癌的发生,目前临床上用于预防和治疗绝经后骨质疏松。,阿佐昔芬(Arzoxifen
16、e),对乳腺和子宫内膜有雌激素受体拮抗作用,同时对骨骼和脂质又有类似雌激素的活性。早期的研究发现,阿佐昔芬耐受良好,对他莫昔芬有效和不显效的晚期乳腺癌病人仍然有效。,在抗雌激素治疗中,乳癌细胞会变化,目前的研究成果显示在他莫昔芬治疗过程中,乳腺癌细胞生物学行为会发生两阶段改变。,第一阶段,第一阶段是乳腺癌细胞对抗雌激素治疗药物敏感阶段,此时雌激素是乳腺癌细胞生长刺激因素。但随着时间延长,ER阳性的乳腺癌细胞逐渐对药物耐受,抗雌激素治疗药物也逐渐成为乳腺癌细胞生长的刺激因素。,第二阶段,这时乳腺癌细胞逐渐形成对雌激素的超敏化(supersensitivity),雌激素与乳腺癌细胞上的受体结合后会
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