前列腺素 E 受体 4，EP4 亚型； PTGER4

EP4R

HGNC 批准的基因符号：PTGER4

细胞遗传学位置：5p13.1 基因组坐标（GRCh38）：5:40,679,915-40,746,800（来自 NCBI）

▼ 正文

有关前列腺素 E 受体的背景信息，请参见 PTGER1（176802）。

▼ 克隆与表达

前列腺素、血栓素和白三烯是花生四烯酸的氧化代谢物，被认为通过 7 跨膜结构域型受体发挥作用（参见 Coleman 等人的评论，1994）。前列腺素 E2 激活 4 个受体，称为前列腺素 E 受体亚型 EP1（176802） 至 EP4。 An 等人报道了几种 EP4 受体 cDNA，最初被描述为对应于 EP2 受体（176804）（1993） 和巴斯蒂安等人（1994）。 Regan 等人随后分离出了药理学上正确的 EP2（1994）并且先前描述的EP2序列被重命名为EP4（Coleman等人，1994）。 EP4受体在多种组织中表达，包括肺、外周血淋巴细胞和脉管系统（An等人，1993；Bastien等人，1994）。 EP4R（PTGER4） 基因编码推导的 499 个氨基酸的蛋白质（Foord et al., 1996）。

Sugimoto 和 Narumiya（2007） 在他们的综述中总结了通过小鼠组织的 Northern 印迹分析和小鼠肾脏的原位杂交获得的 EP 受体表达的发现。他们表示，小鼠 Ep4 mRNA 在胸腺、回肠和子宫中高表达，在心脏、肺、脾和肾中表达较低。在小鼠肾脏中，Ep4 定位于肾小球。

▼ 基因结构

福德等人（1996） 证明 EP4R 基因包含 3 个外显子，跨越约 22 kb 的基因组 DNA。第一个外显子是非编码的。该基因结构类似于血栓素受体（188070） 和前列环素受体（600022）。启动子区域包含在其他细胞因子激活基因中发现的基序。福德等人（1996） 还观察到 EP4R 的 2 个明显的假基因。

▼ 测绘

邓肯等人（1995） 通过原位杂交将 PTGER4 基因（他们称为 PTGER2）定位到 5p13.1。

▼ 基因功能

森等人（1996） 检查了免疫系统细胞中人类 EP4 受体的表达。他们发现 T 细胞系中 EP4 受体的水平被佛波醇 12-肉豆蔻酸酯 13-乙酸酯（PMA）（蛋白激酶 C 的激活剂）下调。另一方面，Raji 和单核细胞系显示 EP4 受体的显着上调对 PMA 的反应，而其他 PGE 受体的水平保持不变。

上皮肿瘤可能受到环氧合酶（COX） 酶产物的调节。为了确定 COX2（600262） 表达和前列腺素 E2（PGE2） 合成在宫颈癌中是否上调，Sales 等人（2001） 使用实时定量 PCR 和蛋白质印迹分析来确认鳞状细胞癌和腺癌中的 COX2 RNA 和蛋白质表达。相反，在组织学正常的宫颈中检测到 COX2 的最低表达。免疫组织化学分析了所研究的所有鳞状细胞癌和腺癌的肿瘤上皮细胞中的局部 COX2 表达和前列腺素 E2（PGE2） 合成。免疫反应性 COX2 和 PGE2 也共定位于微脉管系统内壁的内皮细胞。为了确定 PGE2 在宫颈癌中是否具有自分泌/旁分泌作用，作者通过实时定量 PCR 研究了 PGE2 受体的 2 种亚型（即 EP2 和 EP4）的表达。癌组织中EP2和EP4受体的表达显着高于组织学正常宫颈。作者得出结论，宫颈癌组织中 COX2、EP2 和 EP4 表达以及 PGE2 合成上调，PGE2 可能通过 EP2/EP4 受体以自分泌/旁分泌方式调节宫颈癌中的肿瘤细胞功能。

Sugimoto 和 Narumiya（2007） 在他们的综述中指出，小鼠 Ep2 和 Ep4 受体与 G（s）（139320） 偶联并介导 cAMP 浓度增加。这些 Ep 受体在共表达时通常会发挥多余的功能，但在树突状细胞中，调节细胞迁移的是 Ep4，而不是 Ep2。

霍加特等人（2013） 表明，通过对小鼠进行非甾体抗炎药（NSAID） 治疗来抑制内源性 PGE2，会导致造血干细胞（HSC） 从骨髓中流出。令人惊讶的是，这与干细胞迁移相关的 SDF1（600835）-CXCR4（162643） 轴无关。 PGE2 受体敲除小鼠品系的比较表明，祖细胞扩张和干/祖细胞出口是由于 EP4 受体信号传导减少所致。研究发现干细胞和祖细胞具有不同的流出机制，HSC 向外周的转运依赖于生态位衰减和滞留分子骨桥蛋白的减少（166490）。用非甾体抗炎药动员的造血移植物具有优异的再增殖能力和长期植入能力。对非人类灵长类动物和健康人类志愿者的治疗证实了其他物种中非甾体抗炎药介导的流出。霍加特等人（2013） 得出的结论是，他们的结果不仅揭示了 EP4 信号在 HSC 保留在微环境中的独特调节作用，而且还定义了一种可快速转化的策略，以增强移植治疗。

通过全基因组表达分析，Duffin 等人（2016） 观察到，与对照组相比，脓毒症新生儿的 PGE 合成酶 2（PTGES2; 608152） 和 EP4 水平显着降低，血液中性粒细胞计数升高。同样，患有炎症、脓毒症和/或创伤的患者也表现出 EP4 下调和 HPGD（601688）（PGE2 降解介质）上调。基于对小鼠的其他研究（参见动物模型），Duffin 等人（2016） 得出结论，PGE2 通过先天淋巴细胞（ILC）-IL22（605330） 轴抑制全身炎症。

▼ 分子遗传学

在对来自比利时的 547 名患有克罗恩病的白种人患者（IBD18; 612262） 和 928 名对照者进行的全基因组关联研究中，Libioulle 等人（2007） 在染色体 5p13.1 上鉴定出一个大约 250 kb 的区域，其中包含 6 个 p 小于 10（-6） 的标记；这种关联在白人 CD 患者和对照的孤立样本中得到了复制，并在涉及 137 名受影响的后代/未受影响的父母三人组的遗传不平衡测试中得到了进一步证实。在 5p13.1 的关联区域内没有发现已知的基因或 CpG 岛，但对类淋巴母细胞系的研究表明，CD 相关区域中的遗传变异差异性地调节 PTGER4 基因的表达水平。利比乌勒等人（2007） 表明，与染色体 5p13.1 上的 IBD 基因座处的克罗恩病风险相关的遗传变异可以调节 PTGER4 的顺式作用调节元件。

▼ 动物模型

塞吉等人（1998） 通过定向破坏产生了缺乏前列腺素受体 EP4 的小鼠。 EP4 受体的丧失在子宫内并不致命，但大多数 EP4 -/- 新生儿在出生后约 24 小时变得苍白且昏昏欲睡，并在 72 小时内死亡。不到5%的EP4 -/- 小鼠存活并正常生长超过1年。组织学检查显示，死亡新生儿的动脉导管仍然开放，而幸存者的动脉导管部分闭合。原位杂交研究表明，EP4 mRNA 在野生型小鼠的导管中强烈表达。塞吉等人（1998） 得出结论，新生儿死亡至少部分归因于动脉导管未闭（见 607411），并且 EP4 受体在调节该血管的通畅中发挥作用。塞吉等人（1998） 认为 EP4 受体的正常功能对于新生儿循环系统的适应至关重要。

在大鼠动脉导管平滑肌细胞中，Yokoyama 等人（2006） 证明长期 EP4 刺激显着增强透明质酸（HA） 的产生和平滑肌细胞从血管中膜迁移到内皮层以形成内膜垫。当 HA 产生受到抑制时，EP4 介导的迁移就会被抵消。腺病毒介导的 HA 合酶 2（HAS2; 601636） 基因转移足以诱导 EP4 缺失的大鼠动脉导管外植体中内膜垫的形成。横山等人（2006） 得出结论，EP4 介导的信号通过 HA 介导的内膜垫形成促进动脉导管闭合。

前列腺素 E2 通过与特定细胞表面受体相互作用发挥作用。骨重塑，包括现有骨的吸收和从头骨形成，是维持恒定骨量所必需的。前列腺素 E2 促进骨吸收和骨形成。 Yoshida 等人使用同源重组（2002） 生成了 4 种 EP 亚型缺陷的小鼠，以研究哪种亚型介导 PGE2 的骨形成活性以及该受体的激活如何诱导骨形成，并确定 EP4 是响应该试剂介导骨形成的受体。一致地，野生型小鼠的骨形成是通过输注 EP4 选择性激动剂而不是其他 EP 亚型特异性激动剂诱导的。在野生型小鼠的骨髓细胞培养物中，PGE2 诱导核心结合因子 α-1（RUNX2；600211）的表达并增强矿化结节的形成，而这两种情况在 EP4 缺陷型小鼠的细胞培养物中均不存在。此外，给予 EP4 激动剂可恢复卵巢切除或固定大鼠通常损失的骨量和强度。组织形态计量学分析表明，EP4 激动剂可诱导固定大鼠受影响骨中松质骨体积、类骨质形成和成骨细胞数量显着增加，表明 EP4 激活可诱导新骨形成。此外，在增加的骨表面上发现了破骨细胞，其密度与对照动物的骨中发现的密度相当。这些结果表明，EP4 的激活会诱导体内骨重塑，并且 EP4 选择性药物可能对患有骨质疏松症的人类有益。

鹿岛等人（2002） 培育了 Ep4r -/- 小鼠，发现用 3% DSS 治疗后，它们出现严重结肠炎，而野生型小鼠仅诱导边缘结肠炎。通过给予 EP4R 选择性拮抗剂（AE3-208），在野生型小鼠中模拟了该表型，其粘膜屏障功能受损，并诱导上皮损失、隐窝损伤以及结肠中中性粒细胞和淋巴细胞的聚集。相反，在野生型小鼠中给予 EP4 选择性激动剂（AE1-734） 可改善通常由 7% DSS 诱导的严重结肠炎，而给予 AE3-208 则可抑制结肠炎的恢复并诱导 CD4+ T 细胞显着增殖。在体外，AE3-208 增强结肠固有层单核细胞的增殖和 Th1 细胞因子的产生，而 AE1-734 则抑制该细胞的增殖和 Th1 细胞因子的产生。 DNA微阵列分析显示，在EP4R缺陷小鼠的结肠中，与免疫反应相关的基因表达升高，而与粘膜修复和重塑相关的基因表达降低。鹿岛等人（2002） 得出结论，EP4R 通过维持粘膜完整性和下调免疫反应来调节肠道稳态。

鹿岛等人（2003） 证明，尽管 Langerhans 细胞表达所有 4 种 PGE 受体亚型，但仅在 EP4 缺陷（Ptger4 -/-） 小鼠和用 EP4 拮抗剂治疗的野生型小鼠中，它们向区域淋巴结的迁移减少。 EP4激动剂促进朗格汉斯细胞的迁移，增加其共刺激分子的表达，并增强其在体外混合淋巴细胞反应中刺激T细胞的能力。 Ptger4 -/- 小鼠和在致敏期间用EP4拮抗剂处理的野生型小鼠中，对抗原的接触超敏反应受损。鹿岛等人（2003） 得出结论，PGE2-EP4 信号传导通过促进朗格汉斯细胞的迁移和成熟来促进皮肤免疫反应的启动。

Duffin 等人通过用吲哚美辛抑制 PGE2 的产生并用脂多糖攻击小鼠（2016） 观察到 Tnf（191160） 和 Il6（147620） 的产生增加以及炎症的发展，同时肠道细菌易位到无菌组织中。 Ep4 激动剂治疗可预防炎症反应。 PGE2-Ep4 信号传导促进 3 型 ILC 的稳态并诱导它们产生 Il22。 ILC-Il22 轴的破坏会损害 PGE2 介导的全身炎症抑制。达芬等人（2016） 得出的结论是，ILC-IL22 轴对于防止肠道屏障功能障碍至关重要，使 PGE2-EP4 信号传导能够阻止全身炎症。