脑膜瘤雄性激素受体的研究进展
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国外医学神经病学神经外科学分册 2000年第27卷第1期
脑膜瘤雄性激素受体的研究进展
同济医科大学附属协和医院神经外科(430022) 刘伟(综述) 赵洪洋(审校)
摘 要 激素受体在脑膜瘤中的研究大多侧重于雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)的表达。而近几年雄激素受体(AR)越来越引起人们的关注，本文阐述了近年AR的研究进展，表明AR、PR对脑膜瘤生长的调控有重要作用。对脑膜瘤的生物特性有了进一步的了解，给激素治疗脑膜瘤提供了理论依据。
关键词：雄激素受体 孕激素受体 脑膜瘤 雌激素受体
脑膜瘤是中枢神经系统中唯一女性多发的肿瘤，在颅内和椎管内发病率比为1∶2.5和1∶9。Cushing和Eisenharbt首先报道了孕激素和脑膜瘤生长速度的相关性，随后有大量研究提示脑膜瘤是性激素的靶组织，其中ER和PR研究较多，结果得出PR有较高的表达率，而EP是否存在于脑膜瘤细胞及表达率一直有较多的争论[1]。进入九十年代Maxwel、Carroll[2，3]用分子生物学和体外培养实验发现AR和PR在脑膜瘤中的高表达率，同时未检测到ER。Hilbig[4]得出PR和脑膜瘤的组织特性有关的结论。随着AR在前列腺癌、前列腺增生、乳腺癌、喉癌、肝癌、直肠癌等多种肿瘤中的作用被证实，出使人们对AR在脑膜瘤的研究更深一步。
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1 AR的结构和功能
1989年AR的分子结构得以阐明，人AR的分子量为110KD的蛋白质，由910个氨基酸组成。整个分子包含三个不同的功能域。①雄激素结合区(ABD)，该区能与雄激素及90KD的热休克蛋白(hsp90)结合，有转录激活的功能；②DNA结合区(DBD)，该区分为2个亚区，每个亚区含有4个高度保守的半胱氨酸(cys)残基与一个锌离子结合成锌指样结构，该区与糖盐皮质激素受体及孕激素受体的同源性达80%以上；③N端区，该区与其它甾体激素的同源性最小，具有转录激活作用。大多数对发育及基因表达有调控作用的蛋白质也具有这种结构，这种结构在基因转录以及蛋白质产生中的作用尚不清楚。
人AR基因定位于X染色体的q11-12区，基因结构与ER及糖皮质激素受体的基因相似。并且AR的一级结构与其它核受体高度同源，因此属于核受体超家族。由此雌、孕激素是否能与突变的AR结合形成异常的蛋白表达引起关注，已有报道在前列腺癌患者中突变的AR受体基因可被雌激素激活[5]，在脑膜瘤的生长过程中是否存在这样的机制还未见报道。此外有报道异种激素，如卵泡刺激素以及a激素如Prazosin和Yobimine亦能调节AR的浓度。通常认为雄激素在男性的个体发生、生长发育和生殖功能起着必不可少的作用，雄激素在女性的作用主要起拮抗雄激素和蛋白质代谢等作用。
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2 AR的测量方法
在脑膜瘤的各个实验AR的报告有很大差异，重要原因就是检测方法多，没有统一的标准来衡量。随着分子生物学的发展和实验技术的进步，AR的表达率有了较肯定的结果，现介绍目前各种检测AR的方法及其特点：
2.1 DCC法(葡聚糖包裹活性炭吸附法)
该法是利用葡聚糖活性炭吸附离子的雄激素或3H-雄激素的特征而设计的。应用放射性3H标记的类固醇激素与特异的受体蛋白相结合。用葡聚糖活性炭吸附离子除去吸附了游离3H-雄激素活性炭，然后用闪烁计数器测定上清液中与受体结合3H-雄激素的脉冲数，并用Scatchard曲线换算出每毫克肿瘤组织中含有多少克分子数的AR。这种方法是较为稳定的定量分析技术，但技术繁杂，设备和试剂要求高，重复实验差异大，不能进行回顾性分析。
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2.2 免疫组化法
是在组织切片上滴加睾丸酮，使睾丸酮与细胞内AR结合形成激素-受体复合物，然后滴加抗雄 激素抗体、桥抗体和ABC或PAP试剂，经DAB加双氧水显色后光镜下观察结果。该方法可用于冰冻和石腊切片。有一定比例的假阳性，但费用低、技术易掌握，准确度较差。
2.3 单克隆抗体免疫组化法
该方法是用已制备的抗雄激素受体的单克隆抗体与切片中的AR结合，经染色后显色。此种方法特异性高，定位好，结果较可靠，但只能反应单克隆抗体与AR结合的量，不能提示AR和雄激素结合的能力。
2.4 放射自显影法
用放射性核素标记睾丸酮或是抗-AR的单克隆抗体，然后和待测标本结合，用自显影技术来显示AR在形态学上的分布，同时检测放射性核素的放射量，计算受体的量，该方法定位精确，灵敏度高，操作相对简单，实验要求高。
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2.5 分子杂交技术
是应用已知碱基顺序并带有标记物的核酸来检测脑膜瘤细胞中AR的DNA或RAN，按碱基配对原则特异性结合，形成杂交体，然后应用与标记物相应的检测系统，通过组织化学或免疫组织化学方法在核酸原有位置进行细胞内定位，是从分子水平研究细胞的基因表达。定量、定位都很准确，是分子生物学技术有效的方法。
3 雄激素受体在脑膜瘤的表达和定位
激素受体在脑膜瘤的检测有近二十年的历史，但大多数是ER和PR的研究，而ER的阳性率一直未有定论。1981年Schnegg等报告2/9的脑膜瘤出现AR并未引起广泛注意，直到1987年Lesch等用免疫组化和分子杂交试验均发现AR，并且54例脑膜瘤中35例AR阳性(65%)，所发现的AR有高亲合力，低容量的特点，认为脑膜瘤是雄激素的靶组织，从1989年到1998年有多位学者用不同方法检测脑膜瘤中AR的表达[2，3，6，7，11]，阳性率在40%～60%，而同时检测的PR阳性率从64%～88%，随着检测的敏感性提高，AR的阳性表达率各家报道逐渐相近。而PR的高阳性率基本得到公认。同时多数作者用分子杂交技术未检测到ER。Carroll等[3]试验还发现AR的mRNA和AR蛋白的表达在男女病人中有显著性差异。女性脑膜瘤AR发生率明显高于男性脑膜瘤，由此提示可能是女性发病率高于男性的原因。同时还显示雄激素和孕激素在脑膜瘤中结合呈正相关，这与通常孕激素的靶组织中由雌激素诱导PR的机制不同，如在乳腺癌中。Dora[8]通过70例脑膜瘤的研究发现PR的表达率和核有丝分裂程度呈正相关，即与脑膜瘤的恶性程度相关，并且所有标本中未检测到ER。因此提示在脑膜瘤中调控促进生长作用的PR可能是雄激素而不是雌激素，也就说明了PR和AR在脑膜瘤中是功能性的。并且指出RU486之所以在乳癌中取得较肯定疗效，而脑膜瘤的疗效不佳可能是激素受体作用机制的不同，因此激素治疗不应只限于抗孕激素药物。另外大多数作者检测AR时发现AR定位于细胞核内也说明AR是功能性的。Carroll的试验中未发现AR和脑膜瘤组织亚型间相关，而Poisson得出不同的观点，认为AR与脑膜瘤组织亚型相关，多核肿瘤细胞有较高浓度的AR，AR出现和肿瘤的侵袭性有关。有学者[9]进一步检测复发脑膜瘤检出AR的高表达，可能说明AR和脑膜瘤的复发有关。
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为了阐明AR在脑膜瘤的作用机制，有作者进行了体外培养研究，一些试验已经证实原癌基因的过度表达能导致新生物的形成。在发现脑膜瘤中AR和PR的同时也发现一些原癌基因如C-sis、pdgf-B、C-erbB和EGF-R基因存在[10，12，13]。最近有作者发现在前列腺癌细胞中雄激素能诱导和综合EGF-R，因此AR的活性和原癌基因的表达可能有某种内在联系。推测雄激素通过与AR的结合在旁分泌或自分泌的机制下使脑膜瘤对生长因子的刺激更敏感。
在细胞培养方面，有作者发现一定剂量的二氢睾酮和睾酮能作为激动剂刺激瘤细胞增殖，说明AR能被它的配体激活。Jay等在4例脑膜瘤体外培养中发现孕激素有刺激脑膜瘤细胞生长的作用，另外用抗孕激素药物可以抑制脑膜瘤细胞的生长，在临床试验中也有报道。而Zara把检测到AR的瘤细胞培养，分别用雌激素、孕激素、双氢睾酮、氢化考的松和他莫昔芬孵育，仅见到双氢睾酮和氢化考的松有促进细胞增殖的作用。Olson等却认为雌、孕激素和他莫苷芬都能促进脑膜瘤细胞的生长。Speirs[14]等在用抗孕激素药物(RU-486)治疗脑膜瘤取得了一定效果。在PR拮抗剂的药效学的研究中[15]发现孕激素结抗剂ZK-98299比RU-486的副作用小而治疗效果更好，这些试验的结果还有待进一步证实。
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4 问题和展望
激素受体在脑膜瘤的研究还存在许多等待解决的问题，如AR和PR在脑膜瘤基因表达中有何作用？AR是否能诱导和激活原癌基因？AR和PR是否和脑膜瘤组织亚型有关从而作为脑膜瘤分型的指标？最近Carroll[16]用RT-PCR方法检测脑膜瘤中ER-α和ER-β基因产物的表达率明显不同，这说明性激素以及性激素受体在脑膜瘤中的作用还需大量研究，随着这些问题的解决有助于进一步了解脑膜瘤的生长特性，为激素治疗脑膜瘤提供理论依据。
参考文献
1 Koper J W,et al.Life Science 1997;60(9):617
2 Maxwell. J Neurosurg,1993;78:456
, 百拇医药
3 Carroll. J Neurosurg,1995;82:453
4 Hilbig A,et al.Arq Neuropsiquiatr,1998;56(2):193
5 Medill.J Clin Endoc Metab,1995;80:3494
6 Romic SR,et al. Cancer,1990;65:1968
7 Frosch ZJ, et al.Cancer Res,1995;55:3865
8 Dora W,et al.J Neurosurg,1997;86:113
9 Von Deimling,et al.Brain Pathol,1999;9(4):645
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10 Maxwell M,et al.Int J Cancer,1990;46:16
11 Black P,et al. Acta Neurchil Suppl,1996;65:50
12 Muder E, et al.J Steroid Bilchem Mol Biol,1989;32:151
13 Black PM,et al.Can J Neurol Sci,1997;24(4):302
14 Speirs V,et al.Int J Cancer,1997;Sep:4.72(5):714
15 Valerie SP,et al.Int J Cancer,1997;72:714
16 Carroll RS,et al.J Neurooncol,1999;42(2):109, 百拇医药
同济医科大学附属协和医院神经外科(430022) 刘伟(综述) 赵洪洋(审校)
摘 要 激素受体在脑膜瘤中的研究大多侧重于雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)的表达。而近几年雄激素受体(AR)越来越引起人们的关注，本文阐述了近年AR的研究进展，表明AR、PR对脑膜瘤生长的调控有重要作用。对脑膜瘤的生物特性有了进一步的了解，给激素治疗脑膜瘤提供了理论依据。
关键词：雄激素受体 孕激素受体 脑膜瘤 雌激素受体
脑膜瘤是中枢神经系统中唯一女性多发的肿瘤，在颅内和椎管内发病率比为1∶2.5和1∶9。Cushing和Eisenharbt首先报道了孕激素和脑膜瘤生长速度的相关性，随后有大量研究提示脑膜瘤是性激素的靶组织，其中ER和PR研究较多，结果得出PR有较高的表达率，而EP是否存在于脑膜瘤细胞及表达率一直有较多的争论[1]。进入九十年代Maxwel、Carroll[2，3]用分子生物学和体外培养实验发现AR和PR在脑膜瘤中的高表达率，同时未检测到ER。Hilbig[4]得出PR和脑膜瘤的组织特性有关的结论。随着AR在前列腺癌、前列腺增生、乳腺癌、喉癌、肝癌、直肠癌等多种肿瘤中的作用被证实，出使人们对AR在脑膜瘤的研究更深一步。
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1 AR的结构和功能
1989年AR的分子结构得以阐明，人AR的分子量为110KD的蛋白质，由910个氨基酸组成。整个分子包含三个不同的功能域。①雄激素结合区(ABD)，该区能与雄激素及90KD的热休克蛋白(hsp90)结合，有转录激活的功能；②DNA结合区(DBD)，该区分为2个亚区，每个亚区含有4个高度保守的半胱氨酸(cys)残基与一个锌离子结合成锌指样结构，该区与糖盐皮质激素受体及孕激素受体的同源性达80%以上；③N端区，该区与其它甾体激素的同源性最小，具有转录激活作用。大多数对发育及基因表达有调控作用的蛋白质也具有这种结构，这种结构在基因转录以及蛋白质产生中的作用尚不清楚。
人AR基因定位于X染色体的q11-12区，基因结构与ER及糖皮质激素受体的基因相似。并且AR的一级结构与其它核受体高度同源，因此属于核受体超家族。由此雌、孕激素是否能与突变的AR结合形成异常的蛋白表达引起关注，已有报道在前列腺癌患者中突变的AR受体基因可被雌激素激活[5]，在脑膜瘤的生长过程中是否存在这样的机制还未见报道。此外有报道异种激素，如卵泡刺激素以及a激素如Prazosin和Yobimine亦能调节AR的浓度。通常认为雄激素在男性的个体发生、生长发育和生殖功能起着必不可少的作用，雄激素在女性的作用主要起拮抗雄激素和蛋白质代谢等作用。
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2 AR的测量方法
在脑膜瘤的各个实验AR的报告有很大差异，重要原因就是检测方法多，没有统一的标准来衡量。随着分子生物学的发展和实验技术的进步，AR的表达率有了较肯定的结果，现介绍目前各种检测AR的方法及其特点：
2.1 DCC法(葡聚糖包裹活性炭吸附法)
该法是利用葡聚糖活性炭吸附离子的雄激素或3H-雄激素的特征而设计的。应用放射性3H标记的类固醇激素与特异的受体蛋白相结合。用葡聚糖活性炭吸附离子除去吸附了游离3H-雄激素活性炭，然后用闪烁计数器测定上清液中与受体结合3H-雄激素的脉冲数，并用Scatchard曲线换算出每毫克肿瘤组织中含有多少克分子数的AR。这种方法是较为稳定的定量分析技术，但技术繁杂，设备和试剂要求高，重复实验差异大，不能进行回顾性分析。
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2.2 免疫组化法
是在组织切片上滴加睾丸酮，使睾丸酮与细胞内AR结合形成激素-受体复合物，然后滴加抗雄 激素抗体、桥抗体和ABC或PAP试剂，经DAB加双氧水显色后光镜下观察结果。该方法可用于冰冻和石腊切片。有一定比例的假阳性，但费用低、技术易掌握，准确度较差。
2.3 单克隆抗体免疫组化法
该方法是用已制备的抗雄激素受体的单克隆抗体与切片中的AR结合，经染色后显色。此种方法特异性高，定位好，结果较可靠，但只能反应单克隆抗体与AR结合的量，不能提示AR和雄激素结合的能力。
2.4 放射自显影法
用放射性核素标记睾丸酮或是抗-AR的单克隆抗体，然后和待测标本结合，用自显影技术来显示AR在形态学上的分布，同时检测放射性核素的放射量，计算受体的量，该方法定位精确，灵敏度高，操作相对简单，实验要求高。
, 百拇医药
2.5 分子杂交技术
是应用已知碱基顺序并带有标记物的核酸来检测脑膜瘤细胞中AR的DNA或RAN，按碱基配对原则特异性结合，形成杂交体，然后应用与标记物相应的检测系统，通过组织化学或免疫组织化学方法在核酸原有位置进行细胞内定位，是从分子水平研究细胞的基因表达。定量、定位都很准确，是分子生物学技术有效的方法。
3 雄激素受体在脑膜瘤的表达和定位
激素受体在脑膜瘤的检测有近二十年的历史，但大多数是ER和PR的研究，而ER的阳性率一直未有定论。1981年Schnegg等报告2/9的脑膜瘤出现AR并未引起广泛注意，直到1987年Lesch等用免疫组化和分子杂交试验均发现AR，并且54例脑膜瘤中35例AR阳性(65%)，所发现的AR有高亲合力，低容量的特点，认为脑膜瘤是雄激素的靶组织，从1989年到1998年有多位学者用不同方法检测脑膜瘤中AR的表达[2，3，6，7，11]，阳性率在40%～60%，而同时检测的PR阳性率从64%～88%，随着检测的敏感性提高，AR的阳性表达率各家报道逐渐相近。而PR的高阳性率基本得到公认。同时多数作者用分子杂交技术未检测到ER。Carroll等[3]试验还发现AR的mRNA和AR蛋白的表达在男女病人中有显著性差异。女性脑膜瘤AR发生率明显高于男性脑膜瘤，由此提示可能是女性发病率高于男性的原因。同时还显示雄激素和孕激素在脑膜瘤中结合呈正相关，这与通常孕激素的靶组织中由雌激素诱导PR的机制不同，如在乳腺癌中。Dora[8]通过70例脑膜瘤的研究发现PR的表达率和核有丝分裂程度呈正相关，即与脑膜瘤的恶性程度相关，并且所有标本中未检测到ER。因此提示在脑膜瘤中调控促进生长作用的PR可能是雄激素而不是雌激素，也就说明了PR和AR在脑膜瘤中是功能性的。并且指出RU486之所以在乳癌中取得较肯定疗效，而脑膜瘤的疗效不佳可能是激素受体作用机制的不同，因此激素治疗不应只限于抗孕激素药物。另外大多数作者检测AR时发现AR定位于细胞核内也说明AR是功能性的。Carroll的试验中未发现AR和脑膜瘤组织亚型间相关，而Poisson得出不同的观点，认为AR与脑膜瘤组织亚型相关，多核肿瘤细胞有较高浓度的AR，AR出现和肿瘤的侵袭性有关。有学者[9]进一步检测复发脑膜瘤检出AR的高表达，可能说明AR和脑膜瘤的复发有关。
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为了阐明AR在脑膜瘤的作用机制，有作者进行了体外培养研究，一些试验已经证实原癌基因的过度表达能导致新生物的形成。在发现脑膜瘤中AR和PR的同时也发现一些原癌基因如C-sis、pdgf-B、C-erbB和EGF-R基因存在[10，12，13]。最近有作者发现在前列腺癌细胞中雄激素能诱导和综合EGF-R，因此AR的活性和原癌基因的表达可能有某种内在联系。推测雄激素通过与AR的结合在旁分泌或自分泌的机制下使脑膜瘤对生长因子的刺激更敏感。
在细胞培养方面，有作者发现一定剂量的二氢睾酮和睾酮能作为激动剂刺激瘤细胞增殖，说明AR能被它的配体激活。Jay等在4例脑膜瘤体外培养中发现孕激素有刺激脑膜瘤细胞生长的作用，另外用抗孕激素药物可以抑制脑膜瘤细胞的生长，在临床试验中也有报道。而Zara把检测到AR的瘤细胞培养，分别用雌激素、孕激素、双氢睾酮、氢化考的松和他莫昔芬孵育，仅见到双氢睾酮和氢化考的松有促进细胞增殖的作用。Olson等却认为雌、孕激素和他莫苷芬都能促进脑膜瘤细胞的生长。Speirs[14]等在用抗孕激素药物(RU-486)治疗脑膜瘤取得了一定效果。在PR拮抗剂的药效学的研究中[15]发现孕激素结抗剂ZK-98299比RU-486的副作用小而治疗效果更好，这些试验的结果还有待进一步证实。
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4 问题和展望
激素受体在脑膜瘤的研究还存在许多等待解决的问题，如AR和PR在脑膜瘤基因表达中有何作用？AR是否能诱导和激活原癌基因？AR和PR是否和脑膜瘤组织亚型有关从而作为脑膜瘤分型的指标？最近Carroll[16]用RT-PCR方法检测脑膜瘤中ER-α和ER-β基因产物的表达率明显不同，这说明性激素以及性激素受体在脑膜瘤中的作用还需大量研究，随着这些问题的解决有助于进一步了解脑膜瘤的生长特性，为激素治疗脑膜瘤提供理论依据。
参考文献
1 Koper J W,et al.Life Science 1997;60(9):617
2 Maxwell. J Neurosurg,1993;78:456
, 百拇医药
3 Carroll. J Neurosurg,1995;82:453
4 Hilbig A,et al.Arq Neuropsiquiatr,1998;56(2):193
5 Medill.J Clin Endoc Metab,1995;80:3494
6 Romic SR,et al. Cancer,1990;65:1968
7 Frosch ZJ, et al.Cancer Res,1995;55:3865
8 Dora W,et al.J Neurosurg,1997;86:113
9 Von Deimling,et al.Brain Pathol,1999;9(4):645
, http://www.100md.com
10 Maxwell M,et al.Int J Cancer,1990;46:16
11 Black P,et al. Acta Neurchil Suppl,1996;65:50
12 Muder E, et al.J Steroid Bilchem Mol Biol,1989;32:151
13 Black PM,et al.Can J Neurol Sci,1997;24(4):302
14 Speirs V,et al.Int J Cancer,1997;Sep:4.72(5):714
15 Valerie SP,et al.Int J Cancer,1997;72:714
16 Carroll RS,et al.J Neurooncol,1999;42(2):109, 百拇医药