探寻GPRC5A基因在乳腺癌中的角色：综述与展望

Exploring the Role of GPRC5A Gene in Breast Cancer: Review and Prospects

摘要: 据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的2022年全球最新癌症负担数据显示：2022年，全球女性新发癌症966万例，231万名妇女被诊断患有乳腺癌，67万人死亡，其中，中国女性新发癌症病例数229万，36万名妇女被诊断患有乳腺癌，8万人死亡。乳腺癌的病因十分复杂，到目前为止仍不明确，影响因素包括遗传、生活方式、环境等，是多个基因多个阶段多个通路之间协同作用的结果。最近研究发现G蛋白偶联受体家族C组5成员A (GPRC5A)在乳腺肿瘤的进展中有重要作用，但目前我国相关报道较少，该篇综述讲述了GPRC5A在乳腺癌发生发展中的一些作用，及其在乳腺恶性肿瘤中的治疗作用。

Abstract: According to the World Health Organization International Agency for Cancer Research (IARC) released in 2022, the latest cancer burden data show that in 2022, there were 9.66 million new cancer cases among women globally, with 2.31 million women diagnosed with breast cancer and 670,000 deaths. Among them, Chinese women accounted for 2.29 million new cancer cases, 360,000 women were diagnosed with breast cancer, 80,000 people died. The etiology of breast cancer is very complex and still unclear so far. The influencing factors include genetics, lifestyle, environment, etc., which are the result of the synergistic interaction between multiple genes, multiple stages and multiple pathways. Recently, it was found that A (GPRC5A), a member of group C 5 of G protein-coupled receptor family, has an important role in the progression of breast tumors, but there are few relevant reports in China. This review details the role of GPRC5A in the occurrence and development of breast cancer, and provides scientific basis for the study of breast cancer etiology in China.

1. 引言

据最新研究表明，肺癌逐步成为困扰女性健康的第一大癌[1]，但于2022年以前，女性乳腺癌在159个国家中发病率居首位[2]，在110个国家中为死亡的主要原因。其中发病率最高的是澳大利亚/新西兰(95.5/10万)，最低的是中亚南部(26.2/10万)。女性乳腺癌死亡率最高的地区为美拉尼西亚(27.5/10万)，死亡率最低的地区是东亚(9.8/10万) [3]。随着人们的生活水平和医疗水平随之上涨，乳腺癌筛查和预防相关的教育得到有效推广，不断有新型抗癌药物问世，不但治疗效果令人满意，而且治疗方案也日趋成熟，使得乳腺癌的整体诊疗水平有所提高，平均5年生存率可达90% [4]，但乳腺癌患者病情一旦发生远处转移，生存率可降至26%，所以早期诊断加治疗成了提高乳腺癌患者生存率的重中之重[4]，现代分子诊断则成为了一种先进而必要的检测技术。虽然国内外已经进行了大量的研究实验，但对乳腺癌的病因仍不甚明确，目前较为认可的说法是遗传性乳腺癌多由于相关的基因突变导致，大部分遗传性乳腺癌与BRCA1和BRCA2有关[5] [6]，除BRCA1和BRCA2外的易感基因还有p53、PTEN等[7] [8]。据相关研究显示，GPRC5A在乳腺恶性肿瘤进展中发挥着重要作用。

2. GPCR家族及GPRC5A的结构及生物学作用

2.1. GPCR家族简介

G蛋白偶联受体(GPCR)是七次跨膜结构域受体(7TM受体)，广泛存在于真核生物体内[9]，该小组的另外三个成员，即GPRC5B (也称为RAIG2)、GPRC5C (也称为RAIG3)和GPRC5D被确定。这四种蛋白质具有31%~42%的氨基酸序列同源性，并且在它们的跨膜区内具有很高的序列相似性。维甲酸(RA)能以浓度和时间依赖的方式诱导GPRC5A、GPRC5B和GPRC5C，而GPRC5D则不能。与GPCRs C家族的其他成员不同，GPCRs的配体结合位点位于大的N-末端结构域中，而第5组的4个成员则是非常短的N-末端，由30~50个氨基酸组成。激动剂可以与四种蛋白质的7TM结构域结合，而不是与N末端结构域结合。

2.2. GPRC5A基因简介

G蛋白偶联的受体家族C组5成员A (GPRC5A)是C类孤儿GPCRs中的一员，在UMSCC-22B细胞系中被描述为全反式维甲酸(ATRA)应答基因[10]，位于12p13.1，编码一个40 kDa的蛋白，在一些人类癌症中表达异常，已被证明在肿瘤进展中有重要作用[11]。最近对GPRC5A功能的分析表明，在不同的癌症实体中，GPRC5A的功能存在争议[12]：GPRC5A在胰腺癌中具有促进转移的作用[13]，在结直肠癌中，GPRC5A的高表达与较差的预后相关[14]，GPRC5A在MDA-MB-231乳腺癌细胞中显示出肿瘤抑制作用[15]，并且与肺转移和不良预后高度相关[16] [17]。有研究报道，GPRC5A在乳腺癌细胞系中的表达下调，也有研究报道GPRC5A在乳腺癌中的表达显著增加。这也表明了乳腺癌基因的表达是一个复杂的过程，还需要大量的实验来确定该基因的作用。

3. GPRC5A在乳腺恶性肿瘤中的作用机制

1) EGFR是ErbB家族酪氨酸激酶的成员，在调节细胞的增殖、存活和分化方面发挥着关键作用[18]。GPRC5A通过抑制表皮生长因子受体(EGFR)及其下游途径发挥其肿瘤抑制作用[15]。在乳腺癌中，EGFR的异常激活与侵袭性表型有关，如肿瘤体积大、分化差和临床预后差。有关分子和通路分析表明，EGFR和GPRC5A之间存在相互作用，GPRC5A对EGFR有负调控作用[19]。研究发现GPRC5A基因敲除可促进MDA-MB-231 (人乳腺癌细胞)细胞的集落形成、细胞的增殖、迁移和侵袭、增强MDA-MB-231细胞中EGFR的激活，这些结果表明GPRC5A在MDA-MB-231细胞中是一种肿瘤抑制因子，GPRC5A被抑制，EGF诱导的MDA-MB-231细胞中EGFR通路的激活则显著增强。该结果为三阴性乳腺癌(TNBC)细胞中的EGFR途径提供了一种新的调节机制。

2) DNA甲基转移酶1 (DNMT1)是DNA复制过程中维持表观遗传重编程和基因组稳定性的关键调控因子，现有文献表明，DNA甲基转移酶1 (DNMT1)抑制microRNA-497并提升GPRC5A表达，促进乳腺癌化疗耐药性和转移[20] [21]。甲基化介导的mircoRNA-497 (MiR497)基因敲除可以通过上调粘蛋白1来促进乳腺癌的进展[22]，而GPRC5A和miR-497之间存在靶向关系。用芯片和双荧光素酶报告基因分析验证DNMT1、miR-497和GPRC5RA之间的关系时发现，DNMT1修饰miR-497启动子区域CpG岛的甲基化，从而抑制miR-497水平，而miR-497通过下调GPRC5A以抑制乳腺癌细胞的化疗耐药和转移，因此DNMT1同时提升GPRC5A表达促进了乳腺癌化疗耐药性和转移。这为DNMT1在乳腺癌方面的抗肿瘤意义提供了新的线索。

3) 三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌治疗中最具挑战性的亚型，GPRC5A是三阴性乳腺癌促生存PI3K/akt信号通路的负调节因子[23] [24]。TNBC是指编码雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体2的基因没有上调的乳腺癌[25]。与其他类型的乳腺癌相比，TNBC分化低，易向远处转移和增殖，预后较差，5年生存率较低。PI3K/Akt信号通路是一种细胞内信号通路，与细胞增殖、肿瘤发生、细胞静止、寿命和细胞凋亡直接相关[25]。PI3K/Akt信号通路的特异性激活剂可抑制乳腺癌细胞的凋亡[26]，而将该激活剂与表达GPRC5A的质粒共同处理降低了这种作用。RNA-seq分析发现，在MDA-MB-231细胞中，与PI3K/Akt信号通路相关的18个基因的表达水平在GPRC5A过表达后发生了显著变化。提示GPRC5A可以作为PI3K/Akt信号通路的上游调节因子，过表达GPRC5A通过增加内源性途径的活性促进细胞凋亡，而抑制GPRC5A则表现出相反的作用。综上所述，GPRC5A是一种潜在的防止乳腺癌进展的保护因子，并为GPRC5A抑制TNBC细胞凋亡的机制提供了新的见解。

4) Rho GTP酶是调节基因转录和增殖等重要细胞功能的分子开关，是众所周知的细胞骨架的调节者[27]，主要参与细胞的迁移、黏附和极性。RhoA/C通过诱导GPRC5A的合成来抑制细胞增殖[28]。最近的研究表明，Rho GTP酶的失调在癌症的发展中起着关键作用，调节各种类型的肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移[29]。一项分析Rho GTP酶、GPRC5A的表达与乳腺上皮细胞和癌细胞增殖的关系实验中，使用可诱导表达Rho蛋白的良性乳腺上皮细胞系MCF10A，实验发现Rho GTP酶的激活显著地抑制了MCF10A乳腺上皮细胞的增殖。另外，在MDA-MB-231乳腺癌细胞和良性MCF10A乳腺上皮细胞中敲除编码GPRC5A的维甲酸诱导基因3 (RAI3)，则细胞增殖减少。因此，RAI3是一个在乳腺上皮细胞中受Rho GTPase信号上调的基因。GPRC5A的表达显著抑制了细胞的增殖。

5) 为了寻找新的乳腺癌易感基因，Anna P. Sokolenko等人对6例家族性乳腺癌患者进行了外显子组全序列分析，在孤儿G蛋白偶联受体GPRC5A中发现了一个复发性的种系突变c.183delG[p.Arg61fs]。分析发现在乳腺肿瘤细胞中，GPRC5A和BRCA1mRNA的表达显著相关，GPRC5A表达的减少对BRCA1介导的DNA修复有负面影响。尽管有人对此提出异议[30]，但Anna P. Sokolenko等人的回应似乎仍证明该结论。虽然GPRC5A不太可能单独增加BC风险，但它似乎改变了BRCA1突变携带者的疾病易感性。

4. GPCRs在乳腺恶性肿瘤治疗中的潜在作用

从20世纪30年代到70年代，乳腺癌死亡率变化不大。存活率的提高始于20世纪80年代，各国开始将早发现规划与不同治疗模式结合起来，以达到根除侵袭性疾病的目的。缺乏有效的生物标志物用于早期诊断，缺乏有效的治疗方法来治疗侵袭性癌症是临床癌症治疗中最棘手的问题。G蛋白偶联受体(GPCRs)是已批准药物的最大靶标家族[31]，关于GPCR在癌细胞中表达的有限知识可能导致了GPCR靶向药物作为癌症治疗药物的使用，除了某些内分泌和激素反应的肿瘤外，很少被用于癌症治疗。保罗·A·艾尔等人评估了GPCR在四种人三阴性乳腺癌细胞系(BT-20，HS-578，MDA-MB-MB-157和MDA-MB-436)和一种对照细胞系(MCF-10A，一种乳腺上皮细胞系)中的表达，检测到两种在所有乳腺癌细胞系中独特表达的受体，但在对照细胞中没有表达的受体：GPRC5B (c类孤儿受体，1 Ct = 17.8)和TBXA2R (血栓素a2受体，1 Ct = 19.4)。

关于GPRC5A在乳腺癌治疗中的潜在作用，目前研究还处于早期阶段，针对乳腺癌的靶向治疗主要集中在HER2、ER和PR等分子标志物上[32]。一些研究表明，GPRC5A在乳腺癌中的表达可能与癌症的发展和预后有关，但对其具体机制和作用机制尚不清楚。因此，尚需进行更多的研究来确定GPRC5A是否可以作为乳腺癌靶向治疗的候选基因。而针对GPRC5A的治疗策略还需要更深入的了解和验证。

5. 结语

尽管GPRC5A主要在正常肺组织中表达，但在各种人类癌症中也观察到了GPRC5A表达的失调，目前已发现GPRC5A在肺癌、胃癌、乳腺癌、胰腺癌等多种恶性肿瘤中表达异常[33] [34]，关于GPRC5A在乳腺癌中的确切作用机制还存在一定的不确定性，但已有一些研究提出了一些可能的作用途径，包括细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭以及信号通路调控等，总的来说，GPRC5A在乳腺癌中的作用机制涉及多个方面，需要进一步的研究来深入探究其具体的作用机制和调控网络。

关于GPRC5A在乳腺癌早期诊断中的作用，目前的研究还相对有限，有研究指出，在乳腺癌发展的早期阶段，GPRC5A的表达水平可能发生变化，这可能与肿瘤的发生和发展有关，表明它可能具有一定的潜力[12]。因此，检测GPRC5A的表达水平可能有助于乳腺癌的早期诊断。然而，目前尚未有关于GPRC5A作为乳腺癌早期诊断标志物的广泛临床应用，在使用GPRC5A作为早期诊断标志物之前，需要进一步的研究来验证其准确性、灵敏度和特异性，并且需要进行大规模的临床试验来验证其临床应用的可行性和有效性。期待早日探索出GPRC5A基因在乳腺癌发病中特有的分子遗传学机制和防治新策略，并为乳腺癌基因突变的化学治疗提供新的治疗方案。

NOTES

^*通讯作者。