性类固醇作用机制
性类固醇——雄激素、雌激素和孕激素——主要通过结合属于核受体超家族的细胞内受体发挥作用。激素结合的受体作为配体激活的转录因子,结合特定的DNA反应元件以调节靶基因表达;这种基因组机制解释了性类固醇缓慢而持久的作用,同时也有更快的非基因组作用。
Definition
性类固醇作用机制是指雄激素、雌激素和孕激素发挥作用的方式,主要通过结合核超家族受体,这些受体作为配体激活的转录因子调节基因表达,并辅以快速的非基因组信号传导。
Scope
本主题涵盖核受体超家族及其模块化结构、类固醇通过DNA反应元件和共调节因子发挥作用的基因组机制、雌激素和雄激素的受体特异性信号传导,以及快速非基因组效应的存在。这是一个生理学参考主题,不提供临床指导。
Core questions
- 类固醇激素如何改变靶细胞中的基因表达?
- 核类固醇受体的模块化结构是怎样的?
- 反应元件和共调节因子如何决定转录反应?
- 非基因组作用与经典基因组途径有何不同?
Key concepts
- 核受体超家族
- 配体结合域和DNA结合域
- 激素反应元件
- 共激活因子和共抑制因子
- 雌激素受体(ERalpha和ERbeta)
- 雄激素受体
- 基因组作用与非基因组作用
Key theories
- 核受体超家族
- 类固醇受体是配体激活转录因子保守超家族的成员,具有模块化结构域(配体结合域和DNA结合域),因此不同的类固醇通过共同的分子逻辑调节基因。
- 类固醇受体对基因组基因的调节
- 激素结合的受体结合靶基因中特定的激素反应元件,并招募共调节因子以激活或抑制转录,这是性类固醇持久作用的经典基因组机制。
Mechanisms
亲脂性性类固醇穿过质膜,结合类固醇/甲状腺核受体超家族的细胞内受体,这些受体具有模块化结构,包含一个中央DNA结合域和一个C端配体结合域(Evans, 1988; Mangelsdorf et al., 1995)。配体结合激活受体,受体结合靶基因调控区域中特定的激素反应元件,并招募共激活因子或共抑制因子复合物以增强或抑制转录(Beato, 1989)。雌激素通过两种受体亚型ERalpha和ERbeta发挥作用,它们具有不同的组织分布和靶基因(Nilsson et al., 2001);雄激素通过雄激素受体发挥作用,其突变会产生一系列雄激素不敏感表型,这说明了受体的核心作用(Quigley et al., 1995)。除了这种基因组途径,性类固醇还会触发快速的非基因组信号传导,这不需要新的基因转录。
Clinical relevance
了解性类固醇在分子水平上的作用方式,为理解靶组织反应和受体缺陷(如雄激素不敏感)的后果提供了生理学基础。本条目是关于机制的教育性参考资料;它不具处方性,也不能作为诊断或治疗的依据。
History
20世纪80年代类固醇受体的克隆揭示它们属于一个大的配体激活转录因子超家族,具有共同的模块化设计(Evans, 1988),随后很快阐明了通过激素反应元件进行转录调节的基因组机制(Beato, 1989)。一篇纪念该超家族第二个十年的综述巩固了该领域(Mangelsdorf et al., 1995),而第二个雌激素受体的发现则深化了对雌激素作用的理解(Nilsson et al., 2001)。
Debates
- 非基因组作用相对于基因组作用的重要性如何?
- 快速、膜起始的非基因组类固醇信号传导与经典基因组途径相比的生理学权重,以及介导其作用的受体身份,仍然是持续研究的领域。
Key figures
- Ronald Evans
- Miguel Beato
- Jan-Ake Gustafsson
- David Mangelsdorf
Related topics
Seminal works
- evans-1988
- beato-1989
- mangelsdorf-1995
Frequently asked questions
- 性类固醇如何改变细胞行为?
- 它们结合细胞内核超家族受体,这些受体作为配体激活的转录因子,结合DNA反应元件并招募共调节因子来开启或关闭靶基因,从而改变细胞的蛋白质输出。
- 性类固醇是否只通过改变基因表达发挥作用?
- 经典途径是基因组转录调节,但性类固醇也会产生快速的非基因组效应,这些效应发生得太快,无法依赖新的基因转录。