本文主要对男性生殖中GPER的分子结构、亚细胞定位、信号传导、分布以及功能进行了综述。大家在相关论文写作时,可以参考这篇题目为“雄性生殖系统中GPER的研究现状综述”的人体生理学论文。
原标题:G蛋白偶联的雌激素受体在雄性生殖中的作用
摘要:G蛋白偶联的雌激素受体(GPER) ,又称G蛋白偶联受体30(GPR30) ,是近年来发现的有别于雌激素经典核受体的功能性膜受体。该受体广泛表达于皮质、小脑、海马、心脏、肺、肝脏、骨骼肌及泌尿生殖器官等全身各个系统,与雌激素及其相关的衍生物结合,引起快速的非基因效应,参与全身各个系统的多种生理活动。本文主要对男性生殖中GPER的分子结构、亚细胞定位、信号传导、分布以及功能进行了综述。
关键词:G蛋白偶联的雌激素受体;信号通路;雄性生殖系统
近年来大量研究表明,外源性雌激素(exoestro-gens,EEs) 与男性泌尿生殖系统畸形关系密切,是人类隐睾、尿道下裂、精子数量减少、睾丸癌等发病率增高的重要原因[1].传统观点认为,雌激素主要通过经典的核受体雌激素受体α(estrogen receptorα,ERα)、雌激素受体β(estrogen receptor β,ERβ)发挥慢速的生物学效应。然而近些年来,许多研究发现雌激素能在数秒至数分钟内完成其生物学效应,并涉及到细胞的第二信使途径,这种“快速的”、“非基因”效应并非由经典的雌激素受体ERα、ERβ所介导。G蛋白偶联的雌激素受体(G protein-cou-pled estrogen receptor,GPER) 是迄今为止被发现的最重要的雌激素膜受体,EEs可通过其反式激活表皮生长因子受体 (epidermal growth factor receptor,EGFR) 等信号通路,参与介导这种快速的非基因效应,间接调节基因转录,发挥多种生物学效应。本文就GPER在雄性生殖系统中的研究现状做一综述,为以后的研究课题提供方向和理论基础。
1 GPER的分子结构及亚细胞定位
GPER属于G蛋白偶联受体家族,与经典的雌激素核受体并没有同源性,是一种新型的雌激素受体。多个不同的研究团队从人类B细胞、脐静脉血管内皮细胞、乳腺癌MCF7细胞克隆出该蛋白,并分别将其命名为趋化因子受体2(chemokine receptor-like 2,CMKRL2)[2]、流激内皮G蛋白偶联受体1(flow-induced endothelial G-protein coupled receptor1,FEG-1)[3]、G蛋白偶联受体30(G protein-coupledreceptor 30,GPR30)[4].2009年国际药理学联合会(International Union of Pharmacology,IUPHAR) 将GPR30及其他不统一的称呼正式修订为GPER.研究发现GPER含有7次跨膜的高度保守区域,其基因定位于染色体7p22上[5].通过核酸和氨基酸序列分析后证实GPER是一个长达2 604 bp、编码375个氨基酸、相对分子质量约42 270的蛋白质,包括一个长1 128 bp的 开 放 性 阅 读 框 架 (open readingframe,ORF)[6].GPER广泛分布于人体的正常组织,如中枢神经系统( 皮质、小脑、海马等)、心脏、肺、肝脏、骨骼肌以及泌尿生殖系统等,同时在某些恶性肿瘤中也高度表达,如甲状腺癌、乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、前列腺癌等。GPER的亚细胞定位对于其功能研究具有重要的作用,但目前还存在争议。以往的观点认为GPER配体结合位点均存在于细胞膜表面,但越来越多的实验研究证实GPER在胞质中亦有表达。张镟等[7]的研究也发现,GPER主要表达于小鼠睾丸引带细胞的细胞膜和细胞质,免疫 电 镜 显 示GPER主 要 定 位 于 粗 面 内 质 网。GPER的亚细胞定位还需进一步的深入研究。
2 GPER在雄性生殖系统的分布
GPER在雄性生殖系统中的表达比较复杂,已发现存在于生殖细胞( 精原细胞、精母细胞和精子细胞)、支持细胞、间质细胞、附睾、睾丸引带细胞等[8-12],甚至还高表达于生殖系统肿瘤,如精原细胞瘤、胚胎源性肿瘤以及睾丸间质细胞瘤等[13-15].
2. 1睾丸
GPER在雄性动物睾丸的分布存在差别,在所研究物种的睾丸中都可以证实GPER的表达[10,16-22].Royer等[17]的研究发现GPER存在于大鼠睾丸的支持细胞中,将17β-雌二醇(17β-estradi-ol,17β-E2) 作用于其后发现GPER控制着睾丸支持细胞增殖和凋亡的生理过程。Sandner等[18]发现在猕猴胚胎期,生精小管血管平滑肌细胞未能见到GPER的表达,利用Western印迹及RT-PCR技术证实在猕猴新生儿期( 出生后约5 ~ 6 d) 到婴幼儿期间( 约1岁左右) ,GPER偶可表达于生精小管血管平滑肌细胞及睾丸间质细胞,直至青春期前( 约2 ~3岁) ,生精小管血管平滑肌细胞和睾丸间质细胞上GPER合成量大大增加。Oliveira等[10]利用RT-PCR技术追踪到人类生精小管上GPER mRNA的存在,并用免疫组化、Western印迹检测到GPER在生精小管上的表达,证实GPER仅表达于二倍体的生精细胞,未能在单倍体的生精细胞中检测到其存在。Fi-etz等[19]利用原位杂交和免疫组化技术证实GPER高表达于人类睾丸Leydig细胞,支持细胞仅见微弱表达。随着冰冻切片技术以及新抗体的应用,逐渐发现在大鼠的精原细胞、精母细胞和精子细胞同样存在GPER[20-22].此外,Prossnitz等[23-24]在小鼠的精囊和前列腺亦发现GPER的存在。
2. 2附睾
Martinez-Traverso等[12]证实在不同品系大鼠的不同发育阶段,GPER存在于附睾上皮细胞,他们利用免疫组化证实GPER在不同品系大鼠附睾上皮细胞的分布以体部居多,尾部次之。
2. 3睾丸引带
睾丸引带是连接于睾丸下级、附睾尾到阴囊或耻骨等处的组织结构,在胚胎期,其形态结构发育与睾丸的发育及下降关系极为密切,睾丸下降不全/发育不良 常伴 随 睾 丸引 带 发 育异 常。Zhang等[11]利用免疫组化及Western印迹检测到GPER存在于不同发育阶段小鼠的睾丸引带内层疏松间叶组织区,主要表达于引带细胞的细胞膜和细胞质。伴随着睾丸下降的不同阶段,睾丸引带上GPER的表达呈倒“U”型: 出生前其表达较弱,出生后其表达呈下降趋势。亚细胞定位显示GPER位于小鼠睾丸引带细胞的粗面内质网上。
3 GPER介导的信号传导途径
现有研究表明,GPER可以通过多种细胞信号传导途径产生效应。