后婕 綜述 戴艷紅 佘萬東 審校

糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid , GC)按其作用時(shí)長(zhǎng)可分為三種類型：短效的氫化可的松和可的松，中效的強(qiáng)的松、甲強(qiáng)龍及長(zhǎng)效的地塞米松和倍他米松等。在用激素治療炎性疾病時(shí)，不同個(gè)體對(duì)GC的反應(yīng)并不完全一致:有些患者對(duì)GC治療敏感，而有些患者表現(xiàn)為對(duì)GC的敏感性下降,甚至抵抗。由于體內(nèi)影響GC發(fā)揮作用的因素很多，因此,形成GC抵抗的具體機(jī)制至今仍未被完全闡明。GC主要通過與糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor , GR)結(jié)合發(fā)揮作用。GR是核受體家族的一員，而與其同為核受體家族成員的鹽皮質(zhì)激素受體(mineralocorticoid receptor , MR)與其結(jié)構(gòu)非常相似，能夠在體內(nèi)與GC相互作用。本文從GC的作用機(jī)制及GC抵抗、MR的分子生物學(xué)特性、MR與GR的關(guān)系、GC與內(nèi)耳組織中MR的相互影響四個(gè)方面，綜述體內(nèi)MR對(duì)GC作用的影響。

1 糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制及糖皮質(zhì)激素抵抗

GC是由腎上腺皮質(zhì)的束狀帶所分泌的一種代謝調(diào)節(jié)激素，主要包括皮質(zhì)醇(cortisol)和皮質(zhì)酮(corticosterone)。人體內(nèi)的GC以皮質(zhì)醇為主,其作為一種磷脂類物質(zhì),易于通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,與胞漿內(nèi)普遍存在的核受體家族的糖皮質(zhì)激素受體α(GRα)結(jié)合，之后類固醇-受體復(fù)合體易位而進(jìn)入細(xì)胞核,通過多種途徑發(fā)揮抗炎作用。GRα不僅能與靶基因上的糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件(glucocorticoid response element , GRE)或負(fù)性糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件(negative glucocorticoid response element，nGRE)結(jié)合，刺激抗炎基因或抑制促炎基因的轉(zhuǎn)錄，更重要的是可以通過蛋白質(zhì)相互作用影響核轉(zhuǎn)錄因子kB(NF-kB)和核轉(zhuǎn)錄激活蛋白1(AP-1)的表達(dá)而減少炎癥因子(如腫瘤壞死因子-α和白介素)的釋放，從而發(fā)揮抗炎作用[1]，這是經(jīng)典的受體介導(dǎo)的基因組效應(yīng)?；蚪M效應(yīng)的應(yīng)答時(shí)間較長(zhǎng)，至少需要1個(gè)小時(shí)，而且可以被轉(zhuǎn)錄或翻譯抑制劑所阻斷[2]。而激素的某些效應(yīng)可以在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，并且轉(zhuǎn)錄抑制劑或蛋白質(zhì)合成抑制劑均不能阻斷GC的這種快速效應(yīng)，提示這些效應(yīng)的發(fā)揮依賴于激素的非基因組效應(yīng)。非基因組效應(yīng)包括特異性和非特異性的非基因效應(yīng)，特異性的非基因效應(yīng)由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)典的GR介導(dǎo)或者細(xì)胞膜上的GR介導(dǎo)產(chǎn)生，非特異性的非基因效應(yīng)通過與細(xì)胞膜直接反應(yīng)產(chǎn)生[3]。GC通過非基因效應(yīng)可對(duì)炎性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路包括絲裂原激活蛋白激酶、鈣內(nèi)流、中性粒細(xì)胞脫顆粒、巨噬細(xì)胞的吞噬作用、細(xì)胞骨架動(dòng)作蛋白等產(chǎn)生影響。

不同個(gè)體對(duì)GC治療的敏感性并不一致,部分患者由于先天因素、個(gè)體差異或長(zhǎng)時(shí)間給藥而表現(xiàn)為對(duì)激素敏感性明顯降低，甚至有些患者表現(xiàn)為GC抵抗(glucocorticoid resistance)[4]，這是GC治療許多炎性疾病的主要阻礙。目前認(rèn)為GC抵抗的分子機(jī)制可能與絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)途徑被某些細(xì)胞因子激活，轉(zhuǎn)錄因子AP-1的過量激活，組蛋白去乙?；?(histone deacetylase 2 , HDAC2)表達(dá)減少，巨噬細(xì)胞遷移抑制因子的增加，P-糖蛋白介導(dǎo)的藥物外排增加等有關(guān)[5]。但這些并不是造成GC抵抗的全部原因。

2 鹽皮質(zhì)激素受體的分子生物學(xué)特性

MR也是核受體超家族的一員，與GR同屬于皮質(zhì)受體亞家族，人類MR由位于4號(hào)染色體q31.1-31.2區(qū)的NR3C2基因編碼[6]，由450個(gè)堿基構(gòu)成。MR由3個(gè)主要功能域構(gòu)成：N端結(jié)構(gòu)域(N-terminal domain , NTD)、DNA結(jié)合域(DNA binding domain , DBD)和C端配體結(jié)合域(ligand binding domain , LBD)。NTD位于NH端，具有特異性抗原活性，是調(diào)節(jié)MR作用特異性的關(guān)鍵部位；DBD位于MR蛋白的中部，具有結(jié)合特異目標(biāo)DNA序列和激素反應(yīng)元件的作用；LBD位于COOH端，能夠介導(dǎo)很多功能，如負(fù)責(zé)與特異性配體結(jié)合，與熱休克蛋白相互作用，激素依賴性活化等[7]。

MR除了在腎臟表達(dá)外，在人類和鼠的大腸、呼吸道、汗腺、唾液腺、肝臟、內(nèi)耳的上皮組織均有表達(dá)。其通過激素信號(hào)的傳遞和激活醛固酮靶基因的表達(dá)，調(diào)控多種生理病理過程，MR曾被認(rèn)為是第二個(gè)GR受體[8]。

3 MR與GR的關(guān)系

早在1987年，Arriza等[9]用與GR非嚴(yán)格雜交的互補(bǔ)DNA片段截取一段基因，編碼了一條107 kDa的多肽鏈，這條多肽鏈與醛固酮有高親和力，由此確立了這條多肽鏈其實(shí)為MR，而這個(gè)大分子與GC同樣表現(xiàn)出很高的親和力。人MR與GR的氨基酸序列在DNA結(jié)合區(qū)和激素結(jié)合區(qū)具有高度的同源性，其激素結(jié)合區(qū)的同源性達(dá)57%，而DNA結(jié)合區(qū)的同源性高達(dá)94%；并且，通過與MR進(jìn)行類固醇結(jié)合實(shí)驗(yàn)也證明，皮質(zhì)醇和醛固酮與MR具有相似的高親和力[7]，這說明MR與GC在體內(nèi)作用的發(fā)揮密切相關(guān)。

Arriza等[10]通過實(shí)驗(yàn)證明神經(jīng)元中的MR可以介導(dǎo)GC的作用，而且， Baker等[11]也提到MR不僅具有與鹽皮質(zhì)激素結(jié)合的能力，也能與GC結(jié)合；事實(shí)上，MR與GC的結(jié)合能力甚至強(qiáng)于鹽皮質(zhì)激素，而GR和MR均來自一個(gè)共同的祖先皮質(zhì)激素受體(ancestral corticoid receptor，Anc CR)[12]，被認(rèn)為是形成這種特性的原因，所以在同一細(xì)胞內(nèi)，如果有GR和MR共存，那GC與MR結(jié)合的機(jī)率會(huì)更大一些。Kingsley-Kallesen等[13]研究GR-/-的小鼠乳腺發(fā)育及β-酪蛋白等的分泌情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)GR缺失時(shí)，MR在某些階段可在一定程度上彌補(bǔ)GR的功能。

4 GC與組織中MR的相互影響

4.1GC對(duì)MR的調(diào)節(jié) 為了探討GC是否對(duì)MR具有調(diào)節(jié)作用，Rafiq等[14]通過將大鼠的單側(cè)腎及雙側(cè)腎上腺切除，并給予1%的氯化鈉，然后用地塞米松、氫化可的松和依普利酮(MR選擇性阻斷劑)進(jìn)行分組干預(yù)，結(jié)果單用氫化可的松進(jìn)行干預(yù)的大鼠出現(xiàn)了血壓升高、尿蛋白-肌酐比率上升、MR靶基因表達(dá)上調(diào)以及腎小球硬化、足細(xì)胞損傷的腎臟形態(tài)學(xué)的改變；而聯(lián)合使用氫化可的松與依普利酮的大鼠則表現(xiàn)為MR表達(dá)明顯下降，尿蛋白減少及腎臟形態(tài)學(xué)改變減輕；證明慢性GC過多能夠激活MR，并誘導(dǎo)腎損傷的發(fā)展。國(guó)內(nèi)王興友等[15]用脂多糖(lipopolysaccharide , LPS)損傷人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，并用地塞米松進(jìn)行干預(yù)，然后檢測(cè)臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中MR的表達(dá)情況得出類似結(jié)論：大量地塞米松可以上調(diào)MR的表達(dá)，且GR的拮抗劑RU486不能明顯逆轉(zhuǎn)地塞米松的作用。以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均證明大劑量的GC可以上調(diào)MR的表達(dá)。

4.2MR可以介導(dǎo)GC而發(fā)揮作用 GC可以通過MR發(fā)揮作用，已經(jīng)得到了不同領(lǐng)域的許多研究者的證實(shí)。Mihailido等[16]提出，阻斷MR可以減少GC引起的心力衰竭發(fā)病率和死亡率，MR的拮抗劑螺內(nèi)酯可以逆轉(zhuǎn)心肌梗死部位醛固酮和皮質(zhì)醇的含量和凋亡的增加，也可以逆轉(zhuǎn)地塞米松加重梗死和凋亡的效應(yīng)。Dorey[17]也發(fā)現(xiàn)，MR的選擇性阻斷劑RU28318可以阻斷皮質(zhì)醇對(duì)記憶恢復(fù)的阻礙作用，給予壓力刺激前15分鐘注射RU28318可以防止皮質(zhì)醇對(duì)記憶恢復(fù)的阻礙，證明了海馬背部GC細(xì)胞膜受體是MR而不是GR，即在海馬背部，GC通過MR介導(dǎo)的快速、非基因效應(yīng)來阻礙記憶恢復(fù)。Melcescu等[18]提到，遺傳性表觀鹽皮質(zhì)激素增多癥(syndrome of apparent mineralocorticoid excess , AME)患者由于缺乏11β-羥基類固醇脫氫酶(11β-HSD)而導(dǎo)致體內(nèi)有活性的GC過多，過量的GC可以通過與MR結(jié)合而發(fā)揮鹽皮質(zhì)激素樣作用，導(dǎo)致患者表現(xiàn)出鹽皮質(zhì)激素過多的癥狀，如：高血壓、低血鉀、低腎素等，然而患者本身的醛固酮水平并不高，直接說明了GC可以通過結(jié)合MR而發(fā)揮作用。而Martinho等[19]也證明GC可以通過GR和MR兩種受體的介導(dǎo)上調(diào)大鼠脈絡(luò)叢中甲狀腺運(yùn)載蛋白(TTR)的含量。

4.3MR在GC治療實(shí)驗(yàn)性自身免疫性聾中的作用 GC是突發(fā)性聾[20]和自身免疫性內(nèi)耳病[21,22]等內(nèi)耳疾病的標(biāo)準(zhǔn)化治療的藥物之一，GC治療作用的藥理學(xué)基礎(chǔ)在于GC具有抑制內(nèi)耳炎癥反應(yīng)、改善微循環(huán)、維持內(nèi)外淋巴液的離子平衡等作用[23]。早在1994年，F(xiàn)uruta等就發(fā)現(xiàn)耳蝸中存在MR。1996年，Yao[24]報(bào)道了大鼠耳蝸組織中MR的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)MR在內(nèi)外毛細(xì)胞、血管紋、螺旋韌帶、螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中強(qiáng)表達(dá)。目前已知，用鹽皮質(zhì)激素控制自身免疫性內(nèi)耳病小鼠的耳蝸功能紊亂與用GC同樣有效[25,26]。鹽皮質(zhì)激素主要調(diào)節(jié)鈉、鉀和其他離子的平衡，它通過調(diào)節(jié)耳蝸中尤其是血管紋中的離子轉(zhuǎn)運(yùn)來恢復(fù)聽力，GC除了可以發(fā)揮GR介導(dǎo)的抗炎和免疫抑制作用外，還可以通過與MR結(jié)合來發(fā)揮調(diào)節(jié)離子平衡的作用[27]。除此之外，有人利用螺內(nèi)酯(MR拮抗劑)、潑尼松龍和醛固酮對(duì)MRL.MpJ-Faslpr自身免疫性感音性聾小鼠模型進(jìn)行治療，結(jié)果，用螺內(nèi)酯和螺內(nèi)酯加潑尼松龍治療的小鼠聽力均出現(xiàn)進(jìn)行性下降，而用螺內(nèi)酯加醛固酮治療的小鼠的聽力得到保護(hù)[28]。該結(jié)果證明GC在內(nèi)耳中是通過與MR結(jié)合來調(diào)節(jié)內(nèi)耳的離子水平，MR是GC治療自身免疫性內(nèi)耳疾病和突發(fā)性感音性聾的治療靶位。Trune等[27]將MRL.MpJ-Faslpr自身免疫性聾小鼠分為：潑尼松龍組、醛固酮組、潑尼松龍+螺內(nèi)酯組、醛固酮+螺內(nèi)酯組以及鹽水對(duì)照組，結(jié)果，潑尼松龍和醛固酮組小鼠的耳蝸功能比對(duì)照組好很多，而潑尼松龍+螺內(nèi)酯組和醛固酮+螺內(nèi)酯組的小鼠聽力與對(duì)照組相似，說明螺內(nèi)酯阻斷了能和兩種激素結(jié)合而發(fā)揮作用的受體；作者認(rèn)為，此實(shí)驗(yàn)雖然不能確定哪種受體介導(dǎo)了激素保護(hù)聽力的作用，但能夠幫助區(qū)分內(nèi)耳中激素應(yīng)答的不同機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了鹽皮質(zhì)激素可以對(duì)聽力起到保護(hù)作用，且MR可以介導(dǎo)GC發(fā)揮調(diào)節(jié)離子平衡的作用。用潑尼松龍進(jìn)行干預(yù)的兩組小鼠血清中免疫復(fù)合物水平均降低，聯(lián)合應(yīng)用螺內(nèi)酯的小鼠并沒有出現(xiàn)聽力提高，而醛固酮在恢復(fù)小鼠聽力的同時(shí)不降低免疫復(fù)合物水平，說明在內(nèi)耳中，由GR介導(dǎo)的潑尼松龍的免疫抑制及抗炎作用并不是恢復(fù)聽力的潛在機(jī)制，在“激素敏感”患者中，GR和MR扮演著不同的角色。隨后，Trune等[29]用GR阻斷劑RU486阻斷GR，而保留MR的全部功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種方式并未阻止GC對(duì)自身免疫性聾小鼠聽力障礙的治療作用，由此推斷MR可以介導(dǎo)GC發(fā)揮作用。

綜上所述，在心血管系統(tǒng)、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌等方面，GC均可以通過MR的介導(dǎo)而發(fā)揮作用，產(chǎn)生不同的效應(yīng)，而大劑量GC也可以上調(diào)細(xì)胞內(nèi)MR的表達(dá)。在運(yùn)用GC治療實(shí)驗(yàn)性自身免疫性內(nèi)耳病時(shí)，MR能介導(dǎo)GC調(diào)節(jié)離子平衡，阻斷MR會(huì)影響GC的治療效果，耳蝸功能得不到應(yīng)有的改善。但GC能否通過MR發(fā)揮其最常用的抗炎作用，以及在治療其他原因引起的突發(fā)性感音神經(jīng)性聾時(shí)MR是否可以介導(dǎo)GC發(fā)揮類似的治療作用，還有待進(jìn)一步研究。由于在治療過程中全身應(yīng)用GC的副作用大[30]，尤其是GC抵抗的患者，如果能了解MR在GC治療聽力障礙時(shí)所發(fā)揮的作用，以及對(duì)GC不敏感的內(nèi)耳疾病患者體內(nèi)MR的表達(dá)及功能狀況，可能對(duì)今后內(nèi)耳疾病的治療有很大幫助。

5 參考文獻(xiàn)

1 Smoak KA, Cidlowski JA. Mechanisms of glucocorticoid receptor signaling during inflammation[J]. Mech Ageing Dev, 2004, 125:697.

2 王霞,李萍,周元國(guó),等. 糖皮質(zhì)激素非基因組效應(yīng)及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制[J]. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2006,33:205.

3 Stahn C,Lowenberg M,Hommes DW,et al.Molecular mechanisms of glucocorticoid action and selective glucocorticoid receptor agonists[J]. Mol Cell Endocrinol, 2007, 275:71.

4 Yang N,Ray DW,Matthews LC.Current concept in glucocorticoid resistance[J]. Steroids, 2012, 77:1 041.

5 Barnes PJ, Adcock IM. Glucocorticoid resistance in inflammatory diseases[J]. Lancet, 2009, 373:1 905.

6 Fan YS, Eddy RL, Byers MG, et al. The human mineralcorticoid receptor gene(MLR) is located on chromosome-4 at q31.2[J]. Cytogenet Cell Genet, 1989, 52:83.

7 Pippal JB, Fuller PJ. Structure-function relationships in the mineralcorticoid receptor[J]. J Mol Endocrinol, 2008, 41:405.

8 王川,張少玲. 鹽皮質(zhì)激素受體的結(jié)構(gòu)和功能[J]. 國(guó)際內(nèi)科學(xué)雜志,2009,12:730.

9 Arriza JL, Weinberger C, Cerelli G, et al. Cloning of human mineralocortocoid receptor complementary DNA: structural and functional kinship with the glucocorticoid receptor[J]. Science, 1987, 237:268.

10 Arriza JL, Simerly RB, Swanson LW, et al. The neuronal mineralcorticoid receptor as a mediator of glucocorticoid response[J]. Neuron, 1988, 1:887.

11 Baker ME. Adrenal and sex steroid receptor evolution: environmental implications[J]. J Mol Endocrinol, 2001, 26:119.

12 Ortlund EA, Bridgham JL, Redinbo MR, et al. Crystal structure of an ancient protein: Evolution by conformational epistasis[J]. Science, 2007, 317:1 544.

13 Kingsley-Kallesen M, Mukhopadhyay SS, Wyszomierski SL, et al. The mineral corticoid receptor may compensate for the loss of the glucocorticoid receptor at specific stages of mammary gland development[J]. Mol Endocrinol, 2002, 16:2 008.

14 Rafiq K, Nakano D, Ihara G, et al. Effects of mineralocorticoid receptor blockade on glucocorticoid-induced renal injury in adrenalectomized rats[J]. J Hypertens, 2011, 29:290.

15 王興友，陳曉琳，王麗娜，等. 大劑量糖皮質(zhì)激素上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞MR表達(dá)的意義[J]. 臨床肺科雜志，2012，17：20.

16 Mihailido AS, Loan Le TY, Mardini M, et al. Glucocorticoids activate cardiac mineralcorticoid receptors during experimental myocardial infarction[J]. Hypertension, 2009, 54:1 306.

17 Dorey R, Pierard C, Shinkaruk S, et al. Membrane mineralcorticoid but not glucocorticoid receptors of the dorsal hippocampus mediate the rapid effects of corticosterone on memory retrieval[J]. Neuropsychopharmacology, 2011, 36:2 639.

18 Melcescu E, Phillips J, Moll G, et al. 11Beta-Hydroxylase deficiency and other syndromes of mineralocorticoid excess as a rare cause of endocrine hypertension[J]. Hormone and Metabolic Research, 2012, 44:867.

19 Martinho A, Goncalves I, Costa M, et al. Stress and glucocorticoids increase transthyretin expression in rat choroid plexus via mineral corticoid and glucocorticoid receptors[J]. J Mol Neurosci, 2012, 48:1.

20 She WD, Dai YH, Du XP, et al. Hearing evaluation of intratympanic methylprednisolone perfusion for refractory sudden sensorineural hearing loss[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2010, 142:266.

21 Buniei MC, Geelan-Hansen K, Weber PC, et al. Immunosuppressive therapy for autoimmune inner ear disease[J]. Immunotherapy, 2009, 1:425.

22 Alexander TH, Weisman NH, Derebery JM, et al. Safety of high-dose corticosteroids for the threatment of autoimmune inner ear disease[J]. Otol Neurotol, 2009, 30:443.

23 Schreiber BE, Agrup C, Haskard DO, et al. Sudden sensorineural hearing loss[J]. Lancet, 2010, 375:1 203.

24 Yao X, Rarey E. Localization of the mineralocorticoid receptor in rat cochlear tissue[J]. Acta Oto-laryngologica, 1996, 116:493.

25 Trune DR, Kempton JB. Aldosterone and prednisolone control of cochlear function in MRL/MpJ-Fas(lpr) autoimmune mice[J]. Hear Res, 2001, 155:9.

26 Trune DR, Kempton JB. Low dose combination steroids control autoimmune mouse hearing loss[J]. J Neuroimmunol, 2010, 229:140.

27 Trune DR, Kempton JB, Gross ND. Mineralocorticoid receptor mediates glucocorticoid treatment effects in the autoimmune mouse ear[J]. Hear Res, 2006, 212:22.

28 Gross ND, Trune DR, Kempton JB. Spironolactone blocks glucocorticoid-mediate hearing preservation in autoimmune mice[J]. Laryngoscope, 2002, 112:298.

29 Trune DR, Kempton JB. Blocking the glucocorticoid receptor with RU-486 does not prevent glucocorticoid control of autoimmune mouse hearing loss[J]. Audiol Neurootol, 2009, 14:423.

30 Schacke H, Docke WD, Asadullah K. Mechanisms involved in the side effects of glucocorticoids[J]. Pharmacol Ther, 2002, 96:23.