黄体酮受体; PGR

PR
核受体亚科 3，C 组，成员 3； NR3C3

HGNC 批准的基因符号：PGR

细胞遗传学位置：11q22.1 基因组坐标（GRCh38）：11:101,029,624-101,129,813（来自 NCBI）

▼ 说明

黄体酮在与妊娠建立和维持相关的生殖事件中起着核心作用。黄体酮受体是类固醇受体超家族的成员，介导黄体酮的生理作用。 PGR 基因使用单独的启动子和翻译起始位点来产生 2 个同种型：PRA 和 PRB，除了仅存在于 PRB N 末端的额外 165 个氨基酸之外，它们是相同的。尽管 PRA 和 PRB 共享多个结构域，但它们是不同的转录因子，介导各自的反应基因和生理效应，几乎没有重叠。

▼ 克隆与表达

米斯拉希等人（1987） 从克隆的 cDNA 中推导出人孕酮受体的完整氨基酸序列。

▼ 基因功能

几种雌激素受体（ER 或 ESR；133430）变异 mRNA 的表达改变与激素非依赖性乳腺癌有关。在正常组织和肿瘤组织中都观察到了几种外显子缺失或截短的 ER 变异 mRNA。莱格等人（1996） 试图确定是否也可以在人类乳腺组织中观察到类似的外显子缺失 PR 变异 mRNA。使用 PCR 扩增和序列分析来表征 PR 亚型 PRA、PRB 和 PRC，这些亚型先前由 Horwitz 和 Alexander（1983） 以及 Wei 和 Miner（1994）、Leygue 等人鉴定（1996） 在乳腺组织中鉴定出以下 PR mRNA 变异：外显子 4 的缺失、外显子 6 的缺失、外显子 3 和 6 的双重缺失以及外显子 5 和 6 的双重缺失。他们还指出了其他变异的存在。莱格等人（1996） 指出这些变异的功能意义尚不清楚，并假设，通过与 ER 和类固醇受体超家族的其他成员类比，PR 相关转录本的多样性可能部分是由于差异剪接造成的。

人类 ESR 和 PGR 基因的初级转录物经历许多选择性剪接事件，导致受体阳性组织中产生一系列变异 mRNA 亚型。尽管体外证明其中一些亚型可能在激素敏感性中发挥作用，但这一过程的临床意义尚不确定。 Balleine 等人通过 RT-PCR 和 Southern blot 分析（1999） 记录了一系列受体阳性乳腺肿瘤中不同 ESR 和 PGR 转录物的共表达。在 35 个 ESR 阳性肿瘤中，存在 ESR 转录本变异体的共同特征，所有肿瘤均含有外显子 2 缺失和外显子 7 缺失的 ESR 变异体，94% 含有外显子 4 缺失的 ESR 变异体，83% 含有外显子 4 缺失的 ESR 变异体。外显子 5 缺失的 ESR 变体。在其中 25 个同样为 PGR 阳性的病例中，表达最高的 PGR 变体是外显子 4 删除的 PGR、外显子 6 删除的 PGR 和 δ-4/2PGR（PGR 的 126 bp 部分的转录本）外显子4被删除，在90%以上的病例中被检测到。选择性剪接的 ESR 亚型的表达水平高于 PGR 亚型，而 PGR 亚型的平均表达水平低于野生型 PGR 的 10%。最丰富的亚型是外显子 7 缺失的 ESR，其存在水平为野生型的 29% 至 83%。巴莱恩等人（1999） 得出结论，在乳腺肿瘤中观察到的选择性剪接 ESR 和 PGR 转录本的共同特征排除了其用作激素反应性或其他临床终点的鉴别器。此外，大多数变异亚型的低表达水平让人怀疑它们对受体功能产生显着影响的潜力。

叶茨等人（1998） 研究了一种分子量为 78 kD 的较小 PR 蛋白，他们将其称为 PR78kDa。没有证据表明 PR78kDa 源自 PRB 或 PRA 的蛋白水解活性。虽然检测到外显子缺失的 PR 转录物（如果翻译，可以产生大小与 PR78kDa 相似的 PR 蛋白），但此类转录物的丰度及其与 PR78kDa 蛋白表达水平的关系均不支持外显子缺失在这种截短的 PR 蛋白的形成。 PR78kDa 不被 PRB 特异性抗体识别，表明与 PRA 一样，它缺少 PR 的 N 末端部分。 PR78kDa能够结合孕激素配体，表明它可能具有转录活性。作者得出的结论是，在乳腺癌中发现的截短 PR 蛋白具有配体结合性，并且似乎源自 PRA，表明它可能在孕酮信号传导中发挥作用。

龚等人（1997） 在 PRB 同工型配体结合域的 C 端部分产生了 2 个 α 螺旋突变。这些是点突变和短缺失。两者的表达水平与转染细胞中野生型受体相当。点突变显示出与野生型PRB相似的激素和DNA结合亲和力，而缺失突变在激素和DNA结合方面存在缺陷。点突变以激素依赖性方式抑制共转染野生型 PRB 的反式激活。当引入 PR 的 N 端截短形式时，点突变的活性较低，它产生的蛋白质形成与 DNA 亲和力较差的同二聚体，但能够与 PRB 形成异二聚体。龚等人（1997） 得出结论，点突变的显性失活表型是由于其与野生型受体竞争结合 DNA 造成的。

为了单独研究孕激素受体亚型 PRA 和 PRB 的功能，Miller 等人（1997） 开发了 2 种表达 PRA（YA 细胞）或 PRB（YB 细胞）的稳定乳腺癌细胞系。 YA或YB细胞未经处理或用合成孕激素R5020处理，并通过差异显示分析2种条件下每个细胞系中的mRNA。发现两种消息种类仅受 PRB 监管。其中之一以不依赖配体的方式进行调节。第三组信息编码含黄素单加氧酶 5（FMO5；603957），仅在 YB 细胞中由 R5020 诱导。 PRA 似乎具有抑制作用。由于 FMO5 参与包括他莫昔芬在内的药物的代谢激活，作者得出结论，黄体酮可能通过上调 FMO5 来增强 PRB 过度表达的靶组织中他莫昔芬的致癌性。

人类孕酮受体以两种功能不同的亚型存在：PRA 和 PRB。 PRB 在大多数细胞和启动子环境中充当转录激活因子，而 PRA 在转录上不活跃，并且充当类固醇激素受体转录活性的强配体依赖性反显性抑制因子。 PRA的前140个氨基酸含有抑制结构域（ID）；从 PRA 中删除 N 端 140 个氨基酸会导致受体突变体在功能上与 PRB 无法区分（Giangrande 等，1997）。 Giangrande 等人使用噬菌体展示技术（2000） 鉴定出能够差异调节 PRA 和 PRB 转录活性的 PRA 选择性肽。此外，通过结合体外和体内方法，他们证明这两种受体表现出不同的辅因子相互作用。具体而言，PRA 对辅阻遏物 SMRT（600848） 的亲和力比 PRB 更高，并且 ID 促进了这种相互作用。通过显性失活突变体（C'SMRT）或组蛋白脱乙酰酶抑制剂抑制 SMRT 活性可逆转 PRA 介导的反式抑制，但不会将 PRA 转化为转录激活剂。总之，这些数据表明，PRA 反式抑制类固醇激素受体转录活性的能力及其无法激活孕酮反应启动子的能力是通过不同的机制发生的。与 PRB 不同，PRA 在激动剂结合后无法有效招募转录共激活因子 GRIP1（601993） 和 SRC1（602691）。因此，尽管两种受体在其配体结合域内均含有已知共激活剂结合所需的序列，但PR以有效方式与辅因子相互作用的能力受到受体氨基末端内所含序列的调节。作者提出 PRA 转录失活是因为它无法有效地招募共激活因子。此外，他们得出结论，PRA 与辅阻遏物 SMRT 有效相互作用，并且这种活性使其能够发挥反显性阻遏物的作用。

Boonyaratanakornkit 等人（2001） 在 PR 的 N 末端结构域中发现了一个特定的聚脯氨酸基序，它介导 PR 与各种细胞质信号分子（包括 SRC 酪氨酸激酶）的 SH3 结构域的直接孕激素依赖性相互作用。通过这种相互作用，PR 通过 SH3 结构域置换机制成为 SRC 激酶的有效激活剂。通过诱变，作者表明，孕激素诱导的哺乳动物细胞中 SRC 和下游 MAP 激酶的快速激活依赖于 PR-SH3 结构域相互作用，而不依赖于 PR 的转录活性。作者发现这种相互作用可能会影响孕激素诱导的乳腺上皮细胞生长停滞和非洲爪蟾卵母细胞成熟的诱导。

阿蒂亚等人（2000）测定了在位子宫内膜和卵巢外子宫内膜异位组织中 PR 同种型 PRA 和 PRB 的水平。有人提出，孕酮对靶基因的作用主要是由 PRB 同二聚体介导的，而截短的变体 PRA 则充当 PRB 功能的阻遏物。 PRB 存在于 18 个在位子宫内膜样本中的 17 个中，并且其水平在排卵前阶段有所增加，正如预期的那样，而 PRA 在所有 18 个样本中均检测到，其水平具有类似但不太显着的周期性变化。然而，在子宫内膜异位样本中，没有检测到 PRB，而在所有样本中都检测到了 PRA，尽管与在位子宫内膜相比，其水平要低得多，并且没有任何周期性变化。使用 RNase 保护测定，他们还间接证明，8 个子宫内膜异位组织样本中仅存在 PRA 转录本，而在所有在位子宫内膜样本中都可以轻松检测到 PRA 和 PRB 转录本。作者得出的结论是，根据实验室和临床观察，子宫内膜异位组织中的孕酮抵抗（264080） 可能是由于抑制性 PR 亚型 PRA 的存在和刺激性亚型 PRB 的缺乏所致。

Brisken 等人使用原位杂交（2000） 证明孕酮受体和 Wnt4（603490） mRNA 共定位于导管上皮的腔室，这与孕酮信号传导诱导 Wnt4 表达的模型一致。通过对小鼠进行乳腺上皮移植和激素替代实验，他们得出结论，Wnt 信号传导对于乳腺形态发生过程中介导孕酮功能至关重要。

奥博夫等人（2002） 使用受到类固醇敏感启动子驱动的选择性剪接的报告基因，检查了类固醇受体（包括孕激素和雌激素受体）介导的转录对 RNA 加工的影响。类固醇激素以类固醇受体依赖性和受体选择性的方式影响由类固醇敏感启动子合成的前mRNA的加工，但不影响类固醇无反应启动子合成的前mRNA。几种核受体共调节子表现出不同的剪接效应，表明类固醇激素受体可能通过招募参与这两个过程的共调节子来同时控制基因转录活性和产物mRNA的外显子含量。

cAMP 是黄体酮诱导人子宫内膜基质细胞（HESC） 分化为蜕膜细胞所必需的。琼斯等人（2006） 表明 cAMP 信号传导减弱了 HESC 中 PGR 的配体依赖性 sumoylation。他们发现 PIAS1（603566） 与 PGR 相互作用，并在受体激活后充当其 E3 SUMO 连接酶。在孕激素处理的 HESC 中，沉默 PIAS1 不仅增强了 PGR 依赖性转录，而且还诱导了催乳素（PRL；176760）（一种蜕膜标记基因）的表达，而无需同时激活 cAMP 通路。琼斯等人（2006） 得出结论，由 cAMP 信号介导的 SUMO 途径的动态变化决定了子宫内膜对孕酮的反应。

穆罕默德等人（2015） 表明 PR 不仅是雌激素受体 α（ER-α; 133430） 诱导的基因靶标，而且还是调节其行为的 ER-α 相关蛋白。在存在激动剂配体的情况下，PR 与 ER-α 结合，指导乳腺癌细胞内的 ER-α 染色质结合事件，从而产生与良好临床结果相关的独特基因表达程序。黄体酮可抑制雌激素介导的 ER-α（+） 细胞系异种移植物和原代 ER-α（+） 乳腺肿瘤外植体的生长，并且与 ER-α 拮抗剂联合使用时可增强抗增殖作用。 PGR 基因拷贝数丢失是 ER-α（+） 乳腺癌的一个常见特征，这解释了部分病例中 PR 水平较低的原因。穆罕默德等人（2015） 得出的结论是，他们的发现表明 PR 作为分子变阻器来控制 ER-α 染色质结合和转录活性。

▼ 测绘

法律等人（1987） 通过用于仓鼠-人细胞杂交的基因组 DNA 印迹和原位杂交的人 PGR cDNA 探针，将黄体酮受体基因定位到 11q13。 11q13 也是小鼠乳腺癌病毒整合位点 int2（164950） 的人类同源位点，该位点围绕着一个被认为与小鼠乳腺癌发生有关的原癌基因。在勘误表中，Law 等人的作者（1987） 指出，原位杂交分析将 PGR 定位到 11q21-q23，并且该定位已通过使用含有人类 11 号染色体各种缺失和易位的人/中国仓鼠细胞杂交体孤立证实。由于这表明 PGR 之间的距离和 INT2，他们得出的结论是，这两个基因之间的功能联系的可能性比之前认为的情况要小。

卢梭-默克等人（1987） 通过与分选的染色体直接分子杂交（流式印迹法）将 PGR 基因定位到 11 号染色体。他们将该基因分配给 11p11-qter。 Rousseau-Merck 等人使用对应于编码序列的 5-prime 和 3-prime 部分的 2 个 cDNA 探针（1987）通过原位杂交将PGR基因定位于11q22-q23。马太伊等人（1987,1988）通过原位杂交将PGR基因定位于11q22。由于 11q13 的定位存在冲突，他们研究了具有平衡易位 t（9;11）（p22;q21）; 的受试者的染色体。 PGR 定位于 11q21 远端。通过对小鼠/中国仓鼠杂交细胞 DNA 的分析，Naylor 等人（1989） 证明 Pgr 基因座位于小鼠 9 号染色体上。

▼ 分子遗传学

过多的雌激素刺激如果不受孕激素的抑制，极易诱发子宫内膜癌。由于黄体酮的抗增殖作用需要 PGR，De Vivo 等人（2002） 推断 PGR 基因的变异可能导致子宫内膜癌。他们鉴定了 6 个可变位点，包括 PGR 基因中的 4 个多态性和 5 个常见单倍型。一个启动子区域多态性 +331G-A 创建了一个独特的转录起始位点。生化检测表明，+331G-A 多态性增加了 PGR 基因的转录，有利于子宫内膜癌细胞系中 PRB 的产生。使用嵌套在护士的病例对照研究中健康研究队列，De Vivo 等人（2002） 观察到 +331G-A 多态性与子宫内膜癌风险之间存在统计学上显着的关联，在超重女性携带者中这种关联甚至更大。在纳入第二组对照后，这些关联保持完好。研究结果表明，+331G-A 多态性可能通过增加 PRB 亚型的表达来增加子宫内膜癌风险。

▼ 动物模型

排卵是一个精确定时的过程，成熟的卵母细胞从卵泡中释放出来。该过程由垂体促黄体激素（LH；152780）的激增启动，暂时与许多基因的转录调节相关，并且推测涉及降解卵泡壁的特定蛋白酶的合成和/或激活。黄体酮受体是一种核受体转录因子，在排卵前卵泡的颗粒细胞中响应 LH 激增而被诱导，并且对于排卵至关重要，因为缺乏 PGR 的小鼠无法排卵并且不育。 Robker 等人使用这些小鼠作为模型来阐明排卵过程中 PGR 调节的基因（2000） 表明基质金属蛋白酶 MMP2（120360） 和 MMP9（120361） 不是排卵期间 PGR 的靶标。相比之下，另外 2 种蛋白酶 ADAMTS1 和组织蛋白酶 L（CTSL；116880） 是 PGR 作用的转录靶标。 ADAMTS1 在排卵前卵泡的颗粒细胞中受 LH 刺激后被诱导，并依赖于 PGR。卵泡刺激素（FSHB; 136530） 在生长卵泡的颗粒细胞中诱导组织蛋白酶 L，但最高水平的组织蛋白酶 L mRNA 出现在排卵前卵泡中，以 PGR 依赖性方式响应 LH。卵巢中 2 种受调节蛋白酶的鉴定，以及它们在无排卵 PGR 敲除小鼠中的异常表达，表明每种蛋白酶在卵泡破裂中都发挥着关键作用，并且代表了对控制排卵的蛋白水解事件的理解的重大进展。

穆拉克-杰里切维奇等人（2000） 培育出选择性去除 PRA 的小鼠。所有动物均表现正常，但 PRA -/- 雌性不育，这种表型与之前在孕酮受体敲除小鼠中观察到的相似，其中两种 PR 同种型均被消除（Lydon 等人，1995）。为了响应超排卵刺激，PRA -/- 小鼠产生的卵母细胞数量减少，而 PR -/- 小鼠不产生卵母细胞。尽管PRA -/- 雌性释放了少量卵母细胞，但超排卵的PRA -/- 雌性和野生型雄性之间的杂交也未能成功怀孕。这些雌性的子宫未能表现出基质细胞对创伤刺激的蜕膜化，表明不孕症也与子宫着床缺陷有关。 PRA 的消除导致降钙素（114130） 的调节完全丧失，而组氨酸脱羧酶（142704） 的调节被保留。 PRA -/- 小鼠中黄体酮诱导的双调蛋白（104640） 表达也丢失，这表明 PRA -/- 子宫中的植入缺陷与黄体酮调节的与接受性相关的基因子集的表达丧失有关。 PRA -/- 小鼠响应黄体酮而具有正常的乳腺上皮增殖和分化，表明单独的 PRB 足以诱导这种反应。 PRA -/- 小鼠也具有正常的胸腺退化，这一过程被证明是黄体酮受体依赖性的（Tibbetts 等人，1999）。

妊娠期糖尿病（125851） 与循环黄体酮水平升高同时发生。皮卡德等人（2002） 表明黄体酮会加速雌性 db/db 小鼠糖尿病的进展。相比之下，RU486（黄体酮受体拮抗剂）可降低雌性野生型小鼠和 db/db 小鼠的血糖水平。此外，雌性（而非雄性）PR -/- 小鼠的空腹血糖低于 PR +/+ 小鼠，并且在注射葡萄糖后显示出较高的胰岛素水平。雌性 PR -/- 小鼠的胰岛更大，并且由于 β 细胞增殖的增加而导致 β 细胞质量的增加，从而分泌更多的胰岛素。这些发现证明了孕酮信号在胰岛素释放和胰腺功能中的重要作用，并表明它会影响糖尿病的易感性。