Felicity EB May
英国纽卡斯尔泰恩河畔纽卡斯尔大学医学院癌症研究所及病理学系
摘要： 乳腺癌发病率持续上升：2012年，有170万女性被诊断患有乳腺癌，52.1万女性死于乳腺癌。本综述首先考虑了当前的治疗选择：手术；放射治疗；以及全身内分泌治疗、抗生物治疗和细胞毒性治疗。临床管理包括预防、筛查早期检测、治愈性治疗、慢性疾病管理以及晚期乳腺癌的姑息控制。其次，探讨了针对DNA修复、生长因子依赖性、细胞内外信号转导和细胞周期的新药潜力。雌激素相关受体α作为三阴性乳腺癌（对内分泌疗法如抗雌激素和芳香化酶抑制剂具有原发性耐药）以及获得性耐药乳腺癌的治疗靶点已引起关注。雌激素相关受体α是一种孤儿受体和转录因子。其活性受共调节蛋白和翻译后修饰调控。它是一种能量传感器，控制对能量需求的适应，可能促进乳腺癌细胞的糖酵解代谢和线粒体氧化呼吸。雌激素相关受体α增加了乳腺癌细胞的迁移、增殖和肿瘤发展。它在雌激素受体阴性肿瘤中高水平表达，并被认为能在内分泌耐药肿瘤中激活雌激素响应基因。本文评估了雌激素受体α和雌激素相关受体α的配体结合域的结构和功能、它们与雌激素、植物雌激素和合成配体的结合能力，以及配体激动剂、拮抗剂和反向激动剂对生物活性的影响。雌激素相关受体α的合成配体在代谢紊乱、糖尿病、骨质疏松和肿瘤学的临床前模型中显示出活性。讨论了这些新药可能在晚期乳腺癌管理中应用的临床场景，以及可能获益患者的生物标志物分层。最后，考虑了这些新药对代谢、骨质疏松、骨转移和恶病质的潜在副作用。
关键词： 雌激素受体α、反向激动剂、共激活因子、配体结合域、TFF1、HER2、抗雌激素耐药
乳腺癌介绍
发病率、死亡率和生存率
乳腺癌是女性最常见的癌症，也是女性癌症死亡的最大原因。2012年，全球有170万女性被诊断患有乳腺癌；男性的乳腺癌发病风险比女性低100倍。全球范围内，超过52.2万女性直接死于乳腺癌（GLOBOCAN 2012 IACR）。
乳腺癌被认为是西方发达国家的癌症；西欧、北美以及澳大利亚和新西兰的国家报告了最高的新诊断率（图1A）。较富裕国家的发病率比较贫困地区高出七倍。主流观点认为，生活方式驱动了这种较高的诊断率；来自低发病率国家的第二代移民会以他们所在国家的发病率发展乳腺癌。比利时不幸地声称拥有最高的发病率；其年龄标准化诊断率为每年每10万名女性中有110多例（图1B）。在其他12个发病率最高的国家中，9个是西欧国家，但巴哈马、巴巴多斯和美利坚合众国也位列其中。12个发病率最低的国家主要位于撒哈拉以南非洲、南亚和远东，都以贫困为特征。
全球每10万名女性中年龄标准化乳腺癌发病率的分布非常不同（图1C）。比利时的死亡率最高，其次是爱尔兰共和国，在12个发病率最高的国家中，但它们被较贫穷的国家所超越：斐济、巴哈马、尼日利亚和巴基斯坦。大多数最低发病率国家的死亡率相对较低，但个体死于乳腺癌的可能性在低发病率国家比在高发病率国家要高得多（图1B和图1D）。例如，在比利时、英国、法国或冰岛被诊断为乳腺癌的女性，分别有82%、82%、84%或85%的机会存活下来，死于其他原因。而在尼泊尔、莫桑比克、巴布亚新几内亚或科摩罗被诊断为乳腺癌的女性，分别只有47%、45%、45%或44%的机会存活下来。生存差异的原因多种多样，包括文化影响、就诊阶段和医疗保健标准。
首选转移部位
患者不太可能死于早期原发性乳腺癌；乳腺是一个非必需器官。患者死于向必需器官的转移。通过局部扩散向皮肤和皮下肌肉及肋骨转移。通过淋巴引流、血管系统或神经网络的远处转移允许在首选器官中形成继发性肿瘤，特别是骨、肺、肝和脑。正是这些继发性肿瘤导致了晚期乳腺癌患者最可怕的痛苦和疼痛。一些患者抗体治疗的成功导致了脑转移死亡人数的增加，因为那些成功靶向身体其他部位癌细胞的药物无法穿过血脑屏障，而大脑内的恶性细胞得以生长。鞘内注射抗体提供了一个有吸引力的解决方案。
风险因素
乳腺癌最强的风险因素是遗传了家族性乳腺癌基因之一的失活突变：BRCA1、BRCA2、CHEK2、p53和ATM，这些基因共同导致约5%的乳腺癌病例。第二高风险因素是年龄：四分之三的乳腺癌病例出现在绝经后女性中，不到5%的病例出现在40岁以下女性中，30岁以下女性中乳腺癌很少见。尽管如此，大量绝经前女性会患上乳腺癌，它是34至54岁女性死亡的最高原因。雌激素暴露解释了乳腺癌的大多数其他已知风险因素。初潮早、绝经晚、无生育史、缺乏哺乳、激素替代治疗、口服避孕药以及合成雌激素己烯雌酚的治疗都与乳腺癌风险增加相关。高循环胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和低血清胰岛素样生长因子结合蛋白3，以及酒精摄入也被认为会增加风险，而运动则被认为会降低风险。
肥胖，我们时代的祸害，与绝经后女性乳腺癌风险增加1.6倍相关。鉴于绝经后乳腺癌的基础发病率高以及肥胖的持续激增，预测显示在未来几十年中发病率将以惊人的速度上升。为什么体脂更多的人更可能患上乳腺癌的原因存在争议，但不容置疑的是，脂肪细胞表达芳香化酶，将雄激素转化为雌激素，以及17β-羟基类固醇脱氢酶，将雌酮转化为更活跃的17β-雌二醇。随着体内脂肪组织的积累，局部和循环中的雌酮和17β-雌二醇浓度增加。由脂肪组织分泌的高浓度IGF暴露可能有助于肥胖个体中乳腺癌风险的增加。此外，发展为高胰岛素血症和代谢综合征的肥胖个体中高浓度的循环胰岛素可能也有贡献。
近期上升
最近的一项研究报告了年轻女性中晚期、雌激素受体阳性乳腺癌就诊率的巨大上升。34岁以下女性的就诊率每年上升2%，34岁以下女性每年上升3%。对于观察到的增加没有提供解释，但它们令人担忧，可能与生活方式因素如肥胖的变化有关。
当前治疗选择和新兴疗法的简要概述
对抗或减轻乳腺癌影响的努力可以分为五个主要阶段：预防的"圣杯"、早期检测、治愈、作为慢性疾病管理以及症状姑息治疗（图2）。
预防
任何癌症的预防都是最终目标（图2A）。对于因遗传了易感基因的突变副本而有遗传倾向发展乳腺癌的个体，激进干预是适当的。早期手术切除易感乳腺组织是一种选择。或者，个体可以接受长期系统性抗雌激素治疗、芳香化酶抑制剂、阿司匹林、双膦酸盐或二甲双胍治疗，所有这些都已被证明能够减少这些女性中乳腺癌的发展。
对于其他人，改变倾向于癌症的生活方式选择的教育至关重要。减少肥胖可能对将发展乳腺癌的人数产生巨大影响。减少、限制持续时间或改变口服避孕药和激素替代疗法的成分，以减少乳腺组织暴露于雌激素的时间和所暴露的雌激素浓度，有可能减少乳腺癌的发病率。一般身体和心理健康、运动和减少酒精摄入可能会降低风险。
早期检测
如果乳腺癌无法预防，下一个最有效的策略是早期检测；理由是早期检测到的癌症是可治愈的癌症。在高风险发展癌症的个体中，筛查最具成本效益（图2B）。西方世界中遗传了易感基因突变副本的女性从早期开始每年接受磁共振成像。磁共振成像在年轻乳腺组织中比乳房X光检查更有效。年轻女性的乳腺组织往往比年长女性的乳腺组织更致密，因为年长女性的乳腺组织更可能含有更高比例的脂肪组织。致密乳腺组织在乳房X光检查中可见，难以与乳腺癌区分。在西方世界中暴露于高水平治疗或工业辐射的女性也从早期开始接受筛查。临床上肥胖的个体是否应该比一般人群更早接受筛查尚有争议。
在低风险人群中，年轻女性往往依赖于自我意识和自我检查，这些效果值得怀疑。老年女性通常接受乳房X光检查。英国现在为47至73岁的女性提供每三年一次的筛查作为标准；新西兰为45至69岁的女性提供，丹麦为50至69岁的女性提供。潜在异常的检测随后是三重评估：进一步的乳房X光或超声成像；临床检查；以及细针抽吸物、核心活检或真空辅助乳房造影活检的细胞学或组织学检查。普遍乳腺筛查的益处仍然存在争议。有人认为应该筛查更多女性，而其他人则认为所拯救的生命是以不可接受的人力和财务成本为代价的。目前的估计表明，在筛查的女性中，6.81%会检测到癌症，0.43%会拯救生命，1.29%会检测到并治疗一种永远不会引起任何疾病的癌症。Baum认为，普遍筛查在减少乳腺癌死亡方面的益处被心血管和其他治疗的不良影响所抵消。其他人则认为，对于健康、苗条的女性，辐射风险超过了潜在早期检测的益处。
早期乳腺癌治疗
早期检测到的乳腺癌可以用治愈意图治疗（图2C）。1980年代的研究证实，伴随适当淋巴结清扫的广泛局部切除与单纯或根治性乳房切除术一样有效。最近，前哨淋巴结的检测和组织学评估减少了接受不必要的淋巴结清扫的患者数量，从而减少了随之而来的致残性淋巴水肿和神经病理性疼痛。因此，外科医生现在以比以前低得多的相关发病率治愈乳腺癌。
与其他许多主要实体肿瘤（如肺、胃或胰腺腺癌）相比，乳腺癌患者通常在初次诊断后10多年复发为转移性疾病。由于这一原因，以及其已被证明的益处，几乎所有被诊断为早期乳腺癌的女性都将接受某种形式的辅助治疗，这是在没有可检测残留疾病的情况下手术切除后给予的治疗。辅助治疗可能是对乳房和腋窝的放射治疗或全身细胞毒性、内分泌或抗人表皮生长因子受体2（HER2）治疗。有趣的是，肥胖患者或在辅助治疗期间体重增加的患者不太可能从中获益。辅助治疗的一个缺点是，由于没有可测量疾病，不知道哪些患者将或不会从治疗中获益。结果是，在临床试验之外，当患者没有感觉到潜在的隐性疾病带来的不适时，经历严重副作用的患者不太可能依从治疗。据估计，在临床试验之外处方辅助内分泌治疗的女性中，超过40%不依从。
慢性乳腺癌管理
早期检测、改进的临床管理和普遍增加的寿命的结合导致全球有超过625万名乳腺癌幸存者，他们在过去5年内被诊断出患有乳腺癌（GLOBOCAN，2012；图1E）。乳腺癌诊断的年龄标准化发病率和乳腺癌幸存者患病率的全球分布相似，因为高诊断率的国家往往有更好的生存率，而低诊断率的国家往往有更差的生存率（图1B、D和F）。这些乳腺癌幸存者中的许多将死于除乳腺癌以外的疾病，可以被视为患有慢性乳腺癌。许多人将接受辅助放射治疗或全身细胞毒性、内分泌或抗HER2辅助治疗（图2D）。其他策略包括双膦酸盐、唑来膦酸或阿仑膦酸，以加强骨骼并减少骨转移的形成。一些人将接受长达10年的辅助内分泌治疗。这些患者需要长期监测，可能包括计算机断层扫描。一些人将复发，并将受益于旨在控制其疾病的多次连续干预。在辅助治疗期间复发的患者将发展出对其在辅助治疗中服用的药物具有耐药性的疾病。制药行业的目标是开发策略和新药以减少或延迟耐药性的出现，而医学肿瘤学家的目标是领先于不断发展的疾病。具有显著合并症或晚期疾病的患者可能接受原发性内分泌治疗。其中一些女性将从这种系统性治疗中受益，直到生命结束，但其他人将复发为耐药疾病并需要替代干预或姑息治疗。
晚期乳腺癌治疗
对于表现为晚期疾病或复发为晚期疾病的患者，治疗将主要是姑息性的（图2E）。患者表现为晚期疾病的原因各不相同：他们可能患有特别侵袭性的疾病；可能存在文化禁忌；或者他们可能生活在一个医疗保健不足的国家，或者太穷而无法寻求帮助。可能需要新辅助治疗在手术前缩小原发肿瘤。姑息治疗旨在减少肿瘤负担并减缓疾病进展。策略可以包括手术、放射治疗、细胞毒性或抗生物治疗以及疼痛管理。
当前系统性治疗
系统性治疗在乳腺癌管理中发挥着重要作用，用于治疗晚期疾病、治疗虚弱患者、作为早期可手术疾病的辅助治疗，以及作为新辅助治疗以缩小不可手术肿瘤或缩小可手术肿瘤并实现乳房保留。治疗决策基于患者的年龄和绝经状态；合并症的存在；临床分期；预后指标，如肿瘤大小、组织学分级和腋窝淋巴结受累；以及原发肿瘤细胞中雌激素和孕激素受体和HER2的表达。
所有四种主要类型的细胞毒性药物都发挥作用。治疗通常包括拓扑异构酶抑制剂、多柔比星或表柔比星，与抗代谢物5-氟尿嘧啶和烷化剂环磷酰胺联合使用。紫杉醇，一种干扰微管形成的药物，可以与前一类药物联合或顺序给药，对蒽环类耐药疾病有效。卡培他滨，另一种抗代谢物，通常作为二线治疗，另一种抗微管药物长春瑞滨作为三线治疗。卡铂或顺铂等铂络合物可能有效。
肿瘤细胞表达雌激素或孕激素受体的患者有资格接受内分泌治疗。内分泌治疗通过使用促黄体生成素释放激素（LHRH）类似物戈舍瑞林在绝经前女性或通过绝经前或围绝经期女性的卵巢切除术来防止卵巢合成雌激素。在绝经后女性中，可以使用芳香化酶抑制剂如来曲唑、阿那曲唑或依西美坦抑制雄激素转化为雌激素。或者，可以使用抗雌激素如他莫昔芬、雷洛昔芬或氟维司群抑制雌激素与其核受体的相互作用。
肿瘤细胞表达膜结合HER2或HER2基因扩增构成了有资格接受抗HER2治疗的条件。抗体曲妥珠单抗和帕妥珠单抗抑制HER2与其受体家族其他成员的二聚化。小分子抑制剂如拉帕替尼抑制HER2的磷酸化激活，可以与曲妥珠单抗联合使用或用于发展出曲妥珠单抗耐药疾病的患者。最近，ado-曲妥珠单抗emtansine（T-DM1），一种将曲妥珠单抗与细胞毒素美坦辛偶联的药物，已被批准用于治疗在曲妥珠单抗治疗后疾病进展的晚期乳腺癌患者。
新兴系统性治疗
已投入大量努力开发针对新靶点的药物，许多已在临床试验中进行评估，作为单一药物或与既定方案联合使用。其中最受欢迎的是增强细胞毒性药物或恶性细胞中DNA损伤反应酶基因突变引起的DNA损伤的药物。细胞毒性药物导致核苷酸类似物取代，被碱基切除修复逆转；DNA加合物形成，被核苷酸切除修复去除；DNA双链断裂，通过非同源末端连接修复；由于单链断裂导致的复制叉停滞，通过同源重组恢复；或通过链间交联修复切除的链间交联。开发抑制DNA修复药物的理由是DNA修复对抗细胞毒性药物，抑制DNA修复酶将增强这些药物。抑制DNA依赖性蛋白激酶的药物旨在增强诱导DNA双链断裂和链间交联的药物。聚(腺苷二磷酸核糖)聚合酶抑制剂防止单链修复，因此在BRCA1、BRCA2或ATM（毛细血管扩张性共济失调突变）等酶缺陷的细胞中诱导双链断裂和随后的细胞死亡。
其他药物旨在防止恶性细胞对多种生长因子及其受体的依赖。前沿是针对人表皮生长因子受体家族（HER）成员的药物：表皮生长因子受体（EGFR）、HER2、HER3和HER4。许多肿瘤细胞对IGF的依赖导致开发了隔离配体或抑制其受体的药物。成纤维细胞生长因子受体受到关注。药物的效力较低，但在FGFR1扩增的患者中获得了有希望的结果，类似于对HER2扩增患者的治疗。正在考虑抑制散射因子受体MET的药物。
大量努力集中在两个主要的细胞内信号转导途径上：PI3K–Akt–mTor和Ras–Raf–MAPK。许多特异性或泛PI3K抑制剂已进入临床试验，Akt、mTor1和mTor2的抑制剂也是如此。Ras和Raf的突变在乳腺癌中相对较少，与其他癌症相比，它们的抑制剂受到的关注较少，但MEK抑制剂已显示出一些成功。鉴于这些信号转导分子在所有细胞对许多不同细胞外信号的反应中的普遍重要性，值得怀疑这些药物是否具有足够的特异性。或者，一些乳腺癌可能依赖于其他类固醇激素的可能性导致研究人员测试抗雄激素如比卡鲁胺和恩杂鲁胺。
已经开发出针对细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶的药物，但往往缺乏肿瘤细胞特异性。最近的兴趣研究了癌症干细胞的特定特征，理由是消除这些细胞对于破坏肿瘤至关重要，因为它们控制细胞更新和对治疗的耐药性。对涵盖恶性细胞与其微环境之间相互作用的策略的兴趣仍然存在。例如，已研究了靶向趋化因子如CXCL12及其受体CXCR4的药物。对通过例如β-连环蛋白或通过整合素与细胞外基质相互作用，或整合素信号转导后果来靶向细胞间相互作用的潜力有很大兴趣。另一种策略是增强和扩展肿瘤缺氧。
雌激素相关受体α介绍
雌激素
类固醇激素是小的疏水分子，通过血液与性激素结合球蛋白结合运输，能够扩散进出细胞。雌激素靶组织包括乳腺、子宫内膜、骨骼、大脑、肝脏和心脏。类固醇激素源自胆固醇，共享共同的四环结构，在性别决定、生育、怀孕、免疫反应、骨骼形成和心血管系统中发挥重要作用。胆固醇在一系列酶促反应中转化为孕激素，然后转化为雄激素，最后转化为雌激素。在绝经前女性中主要在卵巢中合成，老年女性和男性中雌激素合成的主要部位是在外周组织，特别是脂肪组织。
有三种雌激素，以其羟基数量命名：雌酮、雌二醇和雌三醇。雌酮和雌二醇分别由雄烯二酮和睾酮通过芳香化作用产生。雌三醇在肝脏和胎盘中合成。雌三醇被认为是孕妇中的主要雌激素，雌二醇在绝经前女性中，雌酮在绝经后女性中。雌酮和雌二醇的浓度在绝经后女性和男性中随着肥胖而增加。青春期雌激素浓度的激增有助于包括女性乳腺在内的第二性征的发展。月经周期中浓度的周期性变化导致乳腺大小和敏感性的周期性变化。停止哺乳或绝经后雌激素浓度的降低导致乳腺退化。
雌激素受体的作用
雌激素高亲和力受体的存在最初由Jensen认识。每种类固醇激素家族都有其自身的蛋白质受体。这些受体存在于类固醇靶细胞中，是配体依赖性转录因子，在未结合配体时处于非活性状态（图3A）。激活的转录因子协调其靶基因染色质上共激活因子或共抑制因子蛋白复合物的形成。转录复合物的组成，取决于受体、共激活因子和共抑制因子蛋白的可用性，以及响应基因中相互作用位点周围的DNA，决定转录是被激活还是被抑制。
雌激素受体是一种66 kDa的595个氨基酸残基的蛋白质，在其非活性形式中被隔离在雌激素靶细胞中，与包括热休克蛋白70和90、亲环蛋白40、FKBP51和FKBP52在内的蛋白质复合物中（图3A）。雌激素扩散进入靶细胞并与高亲和力受体结合，从其隔离复合物中解离。雌二醇对雌激素受体的亲和力最高，其次是雌三醇，然后是雌酮。与配体的相互作用导致受体二聚化并稳定一种构象，该构象在受体上创建一个表面，转录共调节因子与之相互作用。二聚体受体结合到雌激素响应基因启动子中的雌激素响应元件（EREs）上。共激活因子，例如p160类固醇受体共激活因子（SRC）家族（SRC-1、SRC-2和SRC-3）成员，通过形成两亲性α-螺旋的三个LXXLL基序之一结合。p160 SRC蛋白依次与组蛋白乙酰转移酶、环磷酸腺苷（cAMP）响应元件结合蛋白（CREB）结合蛋白（CBP）和p300相互作用，这些酶乙酰化，以及与共激活因子相关精氨酸甲基转移酶1（CARM1）和蛋白质精氨酸N-甲基转移酶1（PRMT1）相互作用，这些酶甲基化核小体内的组蛋白。RNA解旋酶A（RHA）和ATP依赖性染色质重塑复合物，SWItch/Sucrose NonFermentable（SW1/SNF），被招募。由此产生的共激活因子复合物修饰核小体并改变周围染色质，允许访问激活转录因子蛋白、TATA结合蛋白和RNA聚合酶II机制，从而进行转录。翻译后修饰可能影响雌激素受体的活性。或者，招募共抑制因子，如配体依赖性共抑制因子（LCoR）和受体相互作用蛋白140（RIP140），并吸引脱乙酰酶和去甲基化酶来抑制转录。
雌激素受体的域组织
核类固醇受体由五个独立域组成（图4A）。从氨基末端开始，激素非依赖性转录激活域还包括一个核定位信号。它后面是DNA结合域，其中包含第二个核定位信号。DNA结合域通过短铰链区域与配体结合域分离，配体结合域是最大的域，包含二聚化域和转录抑制域。第二个转录激活域在羧基末端，是配体依赖性的。有两种雌激素受体。第一种，于1985年从雌激素响应乳腺癌细胞中克隆，表达在经典雌激素靶细胞和组织中，负责上述标准雌激素响应。正是这种受体作为激素依赖性乳腺癌中重要的预后和预测生物标志物进行测量。第二种是59.2 kDa的530个氨基酸受体，于1996年识别，被称为雌激素受体β；前者此时更名为雌激素受体α以区分两者。据报道，雌激素受体β比雌激素受体α表达更广泛，其功能了解较少。两个旁系同源物之间的保守性是可变的：在与转录激活因子相互作用的域和铰链区域中较低，为25-30%；在配体结合域中中等，为60%；在DNA结合域中最高，为90%（图4C）。
雌激素相关受体α
1988年，在雌激素受体β发现前8年，Giguère等人发现了雌激素受体家族的另外两个成员：一种45.5 kDa、423个氨基酸残基的蛋白质，命名为雌激素相关受体α；以及一种56.2 kDa、508个氨基酸残基的蛋白质，命名为雌激素相关受体β。后来，识别出51.3 kDa、458个氨基酸残基的雌激素相关受体γ。在进化上，雌激素相关受体β和γ彼此比与雌激素相关受体α更接近（图4B）。不同受体域中初级序列的比较显示DNA结合域中约65%的相对强保守性，配体结合域中约35%的保守性。这些域之外的保守性较低，雌激素相关受体α和γ缺乏F域（图4C）。
雌激素相关受体α与共调节蛋白相互作用并与靶基因启动子的特定DNA序列结合，主要作为同源二聚体（图3B）。过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）γ共激活因子（PGC）-1家族（PGC-1α、PGC-1β和PPRC-1）和p160 SRC蛋白通过LXXLL基序与雌激素相关受体α共激活因子表面相互作用。雌激素相关受体和雌激素受体之间最显著的区别是前者在未与配体结合时作为脱辅基受体发挥作用。
雌激素受体家族DNA结合域
可以说，对雌激素受体家族特定功能最核心的域是识别响应基因中序列并决定受体将与哪些基因相互作用的保守DNA结合域。这个相对较短的70个氨基酸残基序列包含两个锌结合元件。在每个元件中，一个锌离子通过四个半胱氨酸残基四面体配位（图5）。这种II类锌结合基序由氨基末端开始，包括锌指、α螺旋、第二个锌指和第二个α螺旋。第一个α螺旋是识别螺旋，适合双链DNA的大沟中。受体二聚体与DNA复合物的结构表明，受体二聚体主要位于DNA螺旋的一面上（图5C）。侧链残基与四个DNA碱基形成特定接触。负责DNA界面的三个残基有时被称为近端盒。这些残基中的一个，在雌激素相关受体中是丙氨酸，在两种雌激素受体中是甘氨酸。分子间相互作用的第二区域负责二聚化界面，有时被称为远端盒。该区域在雌激素相关受体α中独特地包含一个保守取代，即丝氨酸取代苏氨酸。
雌激素受体家族的成员与其响应基因DNA中的特定保守DNA识别序列结合（图6）。通常，但不总是，位于启动子附近，它们可能距离响应基因的启动子长达100 kb。规范的雌激素响应元件或ERE 5′-AGGTCA-3′后面是三个不确定序列的碱基，然后是反向序列5′-TGACCT-3′。由于两个受体DNA结合域相互作用形成的完美二聚体结构，完美的ERE的回文性质是可以预测的（图5C）。通过在一侧减少回文序列的长度，会降低与受体二聚体相互作用的亲和力。ERE半位点的第三个碱基对G-C提供结合能量，第四个碱基对T-A与受体形成正接触。大多数已识别的EREs至少在一个碱基对上与规范序列不同。
雌激素相关受体α影响已知雌激素响应基因的转录，如编码乳铁蛋白、骨桥蛋白、甲状腺受体α、芳香化酶（CYP19）和TFF1的基因，通过与这些基因中的EREs相互作用。详细分析表明，如果序列前面是5′-TAA-3′或5′-TCA-3′，雌激素相关受体α特别容易结合，据建议雌激素相关受体α响应元件（ERRE）为5′-TA/CA AGGTCA-3′。同时存在ERRE和ERE将确保基因由两种受体调控。值得注意的是，TFF1启动子包含一个不完美的ERRE和一个不完美的ERE（图6）。
雌激素受体家族配体结合域
雌激素受体家族的配体结合域几乎完全由12个螺旋组成，其中11个排列成三个反平行层。螺旋5、6、9和10构成中心核心层，夹在一面的螺旋1-4和另一面的螺旋7、8和11之间（图7A）。在雌激素受体中，这种楔形分子支架在其较窄的一端创建了一个相当大的疏水腔，雌激素滑入其中并与高亲和力相互作用。剩余的二级结构元件，一个小的两链反平行β-折叠和螺旋12，位于疏水口袋的两侧（图7A）。与雌激素相互作用后，螺旋12作为盖子定位在配体结合口袋上方，将配体固定在位置上，并使螺旋12的疏水侧链朝向类固醇（图7B）。这种构象在受体上创建了一个表面，包括带电残基，螺旋3末端的Lys362和螺旋12的Asp538、Glu542和Asp545，这些残基通过突变分析被确定为对转录激活很重要（图7A）。随后对与合成雌激素己烯雌酚和具有LXXLL基序的共激活因子肽结合的雌激素受体α配体结合域的结构分析更全面地确定了共激活因子招募表面。相互作用表面由螺旋3、4、5和12以及螺旋3和4之间转弯形成的疏水裂隙组成（图7C）。两亲性α-螺旋共激活因子肽的相互作用埋藏了约1,000 Ų的疏水相互作用表面。参与相互作用的大多数残基是疏水的。此外，共激活因子肽的主链构象通过肽螺旋两端与受体螺旋3的Lys362和螺旋12的Glu542的带电封顶相互作用而稳定（图7C）。
与抗雌激素如他莫昔芬的高亲和力代谢物4-羟基他莫昔芬或雷洛昔芬与雌激素受体α配体结合域相互作用后，配体的一部分留在配体结合口袋外（图7A）。突出的配体阻止螺旋12在配体结合口袋上方对齐，从而形成完整的共激活因子招募表面。相反，螺旋12位于螺旋3、4和5之间的疏水裂隙上方，在该位置它完全阻止共激活因子与受体这一表面的相互作用。
雌激素相关受体的配体结合域的二级和三级结构与雌激素受体的非常相似，但细微差异被认为使它们能够作为脱辅基受体发挥作用，并解释了未能识别其天然配体的原因。值得注意的是，在雌激素相关脱辅基受体α的结构中，螺旋12横跨配体结合域（图7A）。因此，螺旋3的Lys244和螺旋12的Lys412、Glu416和Glu419这四个带电残基，在雌激素受体α中最初被认为对转录激活至关重要，在没有配体的情况下位于受体的同一面上。雌激素相关受体α的晶体结构包括与受体共激活因子招募表面结合的PGC-1α共激活因子肽；尚不清楚这种肽的存在是否有助于在晶体中稳定雌激素相关受体α的活性构象，或者如果没有PGC-1α肽，脱辅基受体配体结合口袋的结构是否会更开放。雌激素相关受体α由螺旋3、4、5和12形成的共激活因子招募表面与雌激素受体α相似。PGC-1α肽通过螺旋3的Lys244和螺旋12的Glu416的标准电荷夹相互作用固定，并且许多保守的疏水残基在两种结构中与共激活因子肽相互作用（图7C）。
雌激素相关受体α配体结合口袋由22个氨基酸残基界定，其中大多数具有疏水侧链。它被疏水侧链阻塞，特别是螺旋3的苯丙氨酸Phe232，其他四个受体中是丙氨酸，创建了一个仅100 ų的腔，远小于雌激素受体α（490 ų）或β（390 ų）的腔（图7B）。去除这个疏水侧链会消除脱辅基受体的活性。据建议，配体结合口袋中Phe232和其他疏水侧链（特别是螺旋小β-折叠中的Phe286、螺旋11中的Phe399和螺旋12中的Phe414）的存在，模拟了雌激素受体中疏水类固醇提供的相互作用，并允许脱辅基受体保持能够与共激活蛋白相互作用的活性构象。Phe232、Phe286、Phe399和Phe414之间相互作用的破坏会破坏雌激素相关脱辅基受体α的活性构象。
有趣的是，雌激素相关受体α保留了Glu235和Arg276，它们在雌激素受体α中的等效残基形成与所有三种雌激素A环碳3上羟基的氢键网络。雌激素相关受体α还保留了形成与雌二醇和雌三醇D环碳17上羟基氢键的极性His298。然而，有人建议将雌激素插入雌激素相关受体α配体结合口袋会导致严重的空间冲突，特别是与Phe232和Phe399的侧链，以至于即使A环也无法容纳（图7B）。
雌激素相关受体α配体结合口袋被疏水侧链阻塞，表明引入具有四个或五个以上碳原子的分子需要导致螺旋12从共激活表面移位的构象变化。雌激素相关受体α不结合雌激素或4-羟基他莫昔芬，但确实与合成雌激素己烯雌酚相互作用，以防止受体与SRC-1的相互作用。一些作者但并非所有作者都报告了己烯雌酚对雌激素相关受体α活性的拮抗作用。建模表明，己烯雌酚只有在螺旋3的Phe232和螺旋11的Phe399的侧链采用不同构象，以及Phe414通过螺旋12的位移从疏水腔中移除的情况下，才能容纳在雌激素相关受体α配体结合口袋中。这些构象变化会破坏Phe232、Phe286、Phe399和Phe414的有利簇，这可能表明己烯雌酚对雌激素相关受体α的亲和力较弱。用其他四个雌激素受体家族成员中等效位置发现的丙氨酸残基取代Phe232，允许4-羟基他莫昔芬以相对高的亲和力4×10^–8 M与雌激素相关受体α结合。
尽管存在上述空间限制，但几种植物雌激素：黄酮6,3',4'-三羟基黄酮和异黄酮染料木黄酮、大豆黄酮和生物黄酮A，据报道是雌激素相关受体α活性的激动剂。植物雌激素由植物产生，具有杀菌和抗真菌活性，代表了雌激素化合物的主要天然外源来源。结果表明，配体有可能与雌激素相关受体α相互作用以增强其活性。
雌激素相关受体α的生理功能
雌激素相关受体α的发现立即引发了对其生理功能的问题：它是否与雌激素受体重叠，以及受体是否在乳腺癌中发挥作用。雌激素相关受体α在胚胎发育的后期表达，在心脏、骨骼肌和神经系统中含量丰富。雌激素相关受体α和雌激素相关受体γ的生理作用是作为能量传感器，控制细胞对能量需求和压力的适应。为此，雌激素相关受体α在高能量需求的组织中高水平表达，如肌肉和棕色脂肪组织。不表达活性雌激素相关受体α的细胞无法在峰值需求时产生足够的能量。
雌激素相关受体α在代谢中的作用
在脂肪组织中，雌激素相关受体α增加了间充质干细胞向脂肪细胞的分化，从而增强了脂肪沉积。此外，雌激素相关受体α在脂肪细胞中调节能量代谢。它增加了脂质摄取、脂肪酸β-氧化、三羧酸循环、氧化磷酸化和线粒体生物发生和功能。雌激素相关受体α对代谢的影响扩展到其他具有高能量需求的组织，特别是心肌细胞和巨噬细胞。雌激素相关受体α在代谢调节中的重要性通过esrra-null小鼠的展示得到强调，这些小鼠的脂肪吸收和代谢受损，对脂肪诱导的肥胖相对抵抗。这些瘦小鼠无法适应寒冷环境，并发展出心脏收缩功能障碍。esrra-null小鼠中由压力诱导的心脏肥大是由ATP合成减少和磷酸肌酸储存减少引起的。
雌激素相关受体α在骨形成中的作用
雌激素相关受体α影响肌细胞、T细胞、肠上皮细胞和成骨细胞的分化。一份报告表明雌激素相关受体α在胚胎发育过程中的骨骼发育和代谢中发挥作用。其信使RNA在骨形成过程中通过软骨内和膜内骨化在小鼠骨细胞中表达，并在原代人成骨细胞中表达。发现雌激素相关受体α影响骨桥蛋白基因启动子的转录；骨桥蛋白是骨骼矿化细胞外基质的重要组成部分。在essra-null小鼠中，雌激素相关受体α的缺失适度增加了成骨细胞分化和小梁骨矿物质密度，以及间充质细胞向成骨细胞的分化。此外，雌激素相关受体α被证明减少了人骨髓间充质干细胞向成骨细胞的分化、骨桥蛋白表达和矿物质沉积，但增加了脂肪细胞分化。在另一种essra-null小鼠品系中，即使在雌激素耗竭后，雌性骨骼的衰老也比野生型小鼠慢，其骨髓间充质干细胞在体外表现出更大的向成骨细胞分化的潜力。因此，雌激素相关受体α在决定间充质干细胞命运中起关键作用，并与成骨细胞矿化抑制有关。
雌激素相关受体α诱导的基因
基因组研究表明，雌激素相关受体α调控大量参与能量代谢的基因。雌激素相关受体与大多数线粒体和细胞基因的启动子相互作用，这些基因编码参与糖酵解途径、三羧酸循环和氧化磷酸化的酶，以及核酸、氨基酸、脂质和丙酮酸合成。雌激素相关受体α参与调控线粒体生物发生、三羧酸循环、氧化磷酸化、脂肪酸氧化和脂质代谢所需基因的转录。例如，雌激素相关受体α诱导NRF1、GAPα和PPARα的表达。核受体共激活因子PGC-1α、PGC-1β和PPRC-1参与这些基因的调控和雌激素相关受体α表达的自调控。有人建议雌激素相关受体α的代谢作用由PGC-1α控制。PGC-1α以低基础水平表达，但由禁食和其他代谢压力诱导。PGC-1β是一种相关共激活因子，具有类似功能，但其表达可能不会像能量需求变化那样受到急性调控。
雌激素相关受体α的激活
如果雌激素相关受体α在没有配体的情况下完全发挥作用，这是否意味着它是组成型活性的？目前的想法是其活性主要通过两种方式调控（图3B）。首先，其激活受细胞内共调节因子浓度的限制。雌激素相关受体α活性的幅度被认为主要取决于转录共激活因子（如PGC-1α、PGC-1β和PPARβ、SRC-3和PPGC1）或转录共抑制因子（如RIP140和核受体共抑制因子1）的存在，而不是通过与经典配体的相互作用导致活性受体构象的稳定化。共激活因子是否诱导或稳定雌激素相关受体α的活性构象尚不清楚。当然，共调节因子对大多数雌激素相关受体α活性至关重要，被称为替代配体。外部代谢压力对共调节因子表达的诱导激活雌激素相关受体α。
其次，受体活性受翻译后修饰控制（图3B），即通过生长因子如IGF和表皮生长因子（EGF）与其同源受体的相互作用引发的磷酸化和随后的信号转导。在EGF存在下，雌激素相关受体α向TFF1启动子的招募和随后的转录增加，可能是通过DNA结合域的磷酸化。HER2的激活通过多个残基（包括羧基末端）的磷酸化增加雌激素相关受体α的转录活性。在乳腺癌细胞中对雌激素相关受体α从TFF1基因诱导转录的体外分析表明，这种诱导通过EGF受体、HER2和I型IGF受体等生长因子受体的激活而增加。此外，磷酸化依赖的氨基末端SUMO化降低雌激素相关受体α的转录活性，而p300共激活因子相关因子（PCAF）对DNA结合域中四个赖氨酸残基的乙酰化调节其活性。
雌激素相关受体α在乳腺癌中的作用
临床前研究
雌激素相关受体α受体已被推广为乳腺癌治疗的潜在靶点，部分基于临床前分析。在雌激素响应和雌激素不响应乳腺癌细胞中敲低雌激素相关受体α mRNA降低了它们的迁移潜力，可能是通过诱导WNT11和血管内皮生长因子表达。类似地，用miR-137减少雌激素相关受体α mRNA降低了乳腺癌细胞的迁移和增殖能力。虽然体外增殖不受影响，但雌激素不响应乳腺癌细胞的异种移植物在敲低雌激素相关受体α mRNA后增殖减少。此外，在HER2诱导的乳腺肿瘤发生小鼠模型中，esrra的基因缺失延迟了肿瘤发展。雌激素相关受体α增加原位肿瘤生长的能力可能通过其通过诱导血管内皮生长因子促进血管生成来解释。令人惊讶的是，雌激素相关受体α表达降低了小鼠乳腺癌骨转移模型中骨溶解性转移的生长，可能是通过诱导骨保护素（抑制破骨细胞生成）导致骨溶解减少。
肿瘤代谢
雌激素相关受体α在控制细胞能量代谢中的重要性表明它可能参与乳腺癌细胞代谢。雌激素相关受体α可能促进肿瘤细胞的糖酵解代谢。它在预后较差的肿瘤中相对高表达，其中一些表现出增加的葡萄糖摄取，这与更具侵袭性的表型相关，支持这一推测。在乳腺癌细胞中，雌激素相关受体α增加了糖酵解途径关键酶的表达。雌激素相关受体α表达也可能通过其对参与线粒体氧化功能的基因的调控，促进乳腺癌细胞中的线粒体氧化呼吸。与未选择细胞相比，被选择为能够转移到大脑的乳腺癌细胞表达了更高水平的雌激素相关受体α、PGC-1α、PGC-1β和雌激素相关受体α调控的参与三羧酸循环、糖酵解和氧化磷酸化途径的基因。在乳腺癌细胞中通过PGC-1α过表达激活雌激素相关受体α增加了氧化代谢。雌激素相关受体α诱导参与脂质、氨基酸和核酸合成、谷氨酰胺分解以及戊糖磷酸途径调控的基因，表明受体参与合成代谢生物合成。此外，雌激素相关受体α可能通过诱导解毒酶如谷胱甘肽S-转移酶MU-1（GSTM1）、肝脏谷氨酰胺酶（GLS2）和超氧化物歧化酶2（SOD2）来保护乳腺癌细胞免受氧化损伤和活性氧的产生。
转化研究
十年前，两项临床研究报道雌激素相关受体α参与乳腺癌进展。雌激素相关受体α表达与雌激素受体和孕激素受体表达呈负相关，但与HER2表达呈正相关。作者建议，如果后者的表达丧失，雌激素相关受体α可能能够替代雌激素受体，特别是在HER2阳性或他莫昔芬耐药肿瘤中。通过免疫组织化学在约55%的人类乳腺癌中检测到雌激素相关受体α，其表达与复发风险增加和预后不良相关。雌激素相关受体α mRNA水平在约四分之一的乳腺肿瘤中与雌激素受体mRNA水平相似或更高，并且在功能性雌激素受体缺失的肿瘤中最高。在这种情况下，雌激素相关受体α响应元件通常与雌激素受体α重叠，两种受体都在体外影响编码乳铁蛋白、骨桥蛋白、芳香化酶和TFF1的基因的转录。相反，据报道雌激素相关受体α诱导HER2基因的转录，而雌激素受体在雌激素存在下抑制HER2的转录。雌激素相关受体α不是乳腺癌患者的独立预后生物标志物，但受其调控的一组86个基因的协同表达与预后不良相关。
针对雌激素相关受体α在乳腺癌管理中靶向潜力的关键分析
对激活或抑制雌激素相关受体α活性的治疗潜力产生了相当大的兴趣。雌激素相关受体α在线粒体生物发生和氧化代谢中的重要作用表明，其激活可能是糖尿病或代谢疾病的有效治疗干预措施。虽然更具争议性，但针对雌激素相关受体α活性治疗骨质疏松的可能性引起了关注。重要的是，在本综述的背景下，医学肿瘤学中对抑制雌激素相关受体α的兴趣集中在乳腺癌治疗上。
Phenex Pharmaceuticals AG（德国路德维希港）对治疗癌症、骨质疏松、肥胖、脂质和心血管疾病或影响生育和生殖健康的条件的潜力感兴趣。葛兰素史克（英国布伦特福德）研究了雌激素相关受体α激活用于治疗代谢疾病。默克公司（美国新泽西州怀特豪斯站）考虑了其在乳腺癌和代谢疾病背景下的抑制。诺华（瑞士巴塞尔）投资于靶向乳腺癌、代谢疾病和骨质疏松的可能性。强生（美国新泽西州新不伦瑞克）考虑治疗肥胖和胰岛素不敏感糖尿病。最后两家公司已经发表了与受体结合的合成化合物的结构。SRI International（美国加利福尼亚州门洛帕克）有一种化合物正在进行临床试验。值得注意的是，广州国际商业孵化器（中国广州）的药物化学家报告合成了几系列雌激素相关受体α的生物活性配体。
潜在药物
雌激素相关受体α的天然配体尚未确定，普遍认为脱辅基受体是有活性的。Kallen等人的晶体结构表明，脱辅基受体在没有结合配体的情况下具有活性构象，配体结合口袋太小，无法容纳类似雌激素的配体，引入此类配体将破坏活性构象（图7）。雌激素相关受体α的晶体包括来自PGC-1α的共激活因子肽，可能存在这种情况，即该肽及其与受体的相互作用诱导或有利于受体采用活性构象。推论是，在没有PGC-1α共激活因子肽的情况下，受体的螺旋12可能比晶体结构所建议的更灵活，配体结合位点更开放和灵活，能够容纳比从晶体结构检查预测的更大的配体。
激动剂
鉴于未能识别雌激素相关受体α的天然配体以及广泛接受受体在其非配体形式下完全活跃，发现天然植物雌激素对雌激素相关受体α具有激动剂活性令人惊讶。2003年，Suetsugi等人通过虚拟配体筛选基于雌激素相关受体γ配体结合域的晶体结构的雌激素相关受体α配体结合域的同源模型，识别了潜在激动剂。四种配体，三种异黄酮：染料木黄酮、大豆黄酮和生物黄酮A，以及一种黄酮：6,3,4-三羟基黄酮，均存在于豆类和各种草药中，被识别出来。虚拟筛选表明，雌二醇、合成雌激素己烯雌酚和4-羟基他莫昔芬不结合。作者证明染料木黄酮、大豆黄酮、生物黄酮A和6,3,4-三羟基黄酮增加了雌激素相关受体α转录活性。
后来，葛兰素史克的科学家未能通过随机筛选其化合物集识别激动剂。随后，他们基于2004年雌激素相关受体α的晶体结构，通过基于结构的设计合成了预计与配体结合域相互作用的分子，但未能证明激动剂活性。随后，Peng等人合成了一系列吡啶并[1,2-α]嘧啶-4-酮，旨在生产更有效的雌激素相关受体α激动剂，并证实了这些化合物增加受体转录活性的能力。这些化合物改善了肌肉细胞对葡萄糖和脂肪酸的摄取，在治疗代谢疾病方面具有潜力。综合起来，这些数据表明存在与雌激素相关受体α相互作用以稳定受体活性构象并增加其转录活性的配体。这些分子或其衍生物在治疗代谢疾病（包括代谢综合征和糖尿病）方面具有潜在临床效用。
反向激动剂
证明两种有机氯杀虫剂，毒杀芬和氯丹，拮抗雌激素相关受体α活性，建立了脱辅基受体活性可能被配体抑制的原理。存在于茶、十字花科、豆类和某些水果中的膳食黄酮醇山奈酚，阻止雌激素相关受体α与DNA响应元件的相互作用，从而影响转录。此类化合物被称为反向激动剂或反向激动剂。几个小组已经合成了雌激素相关受体α的反向激动剂，并试图证明其在临床前模型中的治疗潜力。
2004年，Busch等人报告了雌激素相关受体α的第一个合成反向激动剂。他们的搜索始于高通量筛选其化合物库，随后优化其先导结构，开发出一种有效、选择性和口服可用的化合物，(2E)-3-(4-([2,4-双(三氟甲基)苄基]氧基)-3-甲氧基苯基)-2-氰基-N-[5-(三氟甲基)-1,3,4-噻二唑-2-基]丙烯酰胺，或XCT790。几个其他小组研究了XCT790对雌激素相关受体α生物活性的影响，并确定XCT790诱导雌激素相关受体α的泛素依赖性蛋白酶体降解。发现XCT790治疗增加了葡萄糖摄取和线粒体活性氧的产生，并减少了线粒体质量和膜电位。XCT790抑制了雌激素响应和雌激素不响应乳腺癌细胞的增殖。XCT790防止了雌激素相关受体α在体外对肿瘤中表达与患者预后不良相关的基因的诱导。
Chisamore等人通过检查化合物拮抗雌激素相关受体α配体结合域与PGC-1α共激活因子相互作用域的能力，寻找反向激动剂。他们识别出一种新型三环拮抗剂，N-[(2Z)-3-(4,5-二氢-1,3-噻唑-2-基)-1,3-噻唑烷-2-亚基]-5H dibenzoa,dannulen-5-胺，或化合物A，以高亲和力结合雌激素相关受体α。作者开发了雌激素相关受体α的同源模型，以解释化合物A的特异性。随后，Chisamore等人证明化合物A降低了编码TFF1、骨桥蛋白和芳香化酶的雌激素相关受体α响应基因的表达。化合物A通过泛素26S蛋白酶体途径诱导雌激素相关受体α蛋白降解。化合物A被证明抑制雌激素响应和雌激素不响应乳腺癌细胞的增殖，并减少它们在异种移植物模型中的生长。
2007年，Kallen等人报告了第一个合成反向激动剂与雌激素相关受体α配体结合域复合的共晶体结构。作者通过高通量筛选确定的先导化合物的进化，生产了环己基甲基-(1-对甲苯基-1H-吲哚-3-基甲基)-胺，或化合物1a。在与化合物1a的复合物中，配体的一部分适合雌激素相关受体α的配体结合口袋，螺旋3的Phe232、螺旋11的Phe399和螺旋12的Phe414的芳香侧链不聚类。化合物1a的其余部分从配体结合口袋突出。螺旋11的最后一圈解开，螺旋3的氨基末端位于与PGC-1α共激活因子肽复合的脱辅基受体结构中不同的位置。雌激素相关受体α的螺旋12未对齐在其激动剂位置，而是位于PGC-1α共激活因子肽在脱辅基受体共晶体中占据的沟槽中。螺旋12的这种对齐类似于雌激素受体α与抗雌激素4-羟基他莫昔芬和雷洛昔芬的晶体结构中螺旋12的对齐。共激活因子LXXLL基序肽与共激活因子招募表面的相互作用被阻止，这可能很好地解释了化合物1a的反向激动作用。
最近，Patch等人使用高通量结合测定来识别雌激素相关受体α的无偏配体。测试化合物抑制SRC-2共激活因子肽相互作用的能力。随后的优化产生了4-(4-[[(5R)-2,4-二氧代-1,3-噻唑烷-5-基]甲基]-2-甲氧基苯氧基)-3-(三氟甲基)苯甲腈，或化合物29，作为最有效的配体。雌激素相关受体α配体结合域与化合物29的共晶体结构揭示了配体与受体之间的共价相互作用，已知是可逆的。螺旋12与化合物1a共晶体中发现的位置对齐相似，位于螺旋3、4和5形成的疏水裂隙旁边，这意味着螺旋12阻止共激活因子与该受体共激活因子招募表面相互作用。有趣的是，Patch等人证明化合物29在代谢动物模型中具有功能性活性，并提议将其开发为新型抗糖尿病药物。化合物29的口服给药稳定了胰岛素和循环甘油三酯水平，改善了胰岛素敏感性，但不影响饮食诱导的肥胖小鼠模型和明显糖尿病大鼠模型中的体重。
Wang等人发现，噻唑烷二酮(RS)-5-(4-[(6-羟基-2,5,7,8-四甲基色原-2-基)甲氧基]苄基)噻唑烷-2,4-二酮，或曲格列酮，最初作为抗糖尿病药物上市但因肝毒性而退出市场，是雌激素相关受体α的有效反向激动剂。曲格列酮-受体复合物不与共激活因子PGC-1α和PGC-1β相互作用，曲格列酮抑制线粒体功能。线粒体质量减少，超氧化物歧化酶的表达受到抑制，这提高了活性氧的产生。活性氧的增加反过来诱导了细胞周期抑制剂p21的表达。在大麻素1受体缺失细胞中研究吡唑衍生物，大麻素1受体反向拮抗剂双芳基吡唑化合物1-(2,4-二氯苯基)-5-(4-碘苯基)-4-甲基-N-1-哌啶基-1H-吡唑-3-甲酰胺，或AM251，确定了雌激素相关受体α作为替代受体。AM251与雌激素相关受体α的相互作用抑制了其转录活性并诱导其蛋白水解降解。AM251将己烯雌酚从重组雌激素相关受体α配体结合域中置换出来。随后的研究证实，AM251作用通过核雌激素相关受体α的蛋白酶体降解介导。通过AM251或小干扰RNA下调雌激素相关受体α导致线粒体生物发生增加和线粒体膜电位降低。这些结果表明，AM251的临床类似物，利莫那班，被处方以减少食物摄入，可能至少部分通过雌激素相关受体α发挥其对肥胖的抑制作用。
最近，Xu等人报告合成了一系列1-苯基-4-苯甲酰基-1H-1,2,3-三唑作为雌激素相关受体α转录激活的新抑制剂。最有希望的化合物，2-氨基苯基-(1-(3-异丙基苯基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲酮，或化合物14n，以0.021 μM的IC50降低了基于细胞的报告基因检测中雌激素相关受体α的转录激活，并减少了乳腺癌细胞迁移和增殖。初步药代动力学研究表明化合物14n具有良好的药代动力学特征，口服生物利用率为71.8%。
已向临床应用推进最远的雌激素相关受体α的合成反向抑制剂是(E)-3-羟基-7α-甲基-21-[2'-(N,N-二甲氨基)乙氧基]-19-去甲孕-1,3,5(10),17(20)-四烯，或SR16388或TAS-108。这种新型甾体化合物由SRI International开发，用于治疗乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌和结肠癌，希望它能通过抑制缺氧诱导因子1-α来抑制肿瘤细胞能量代谢中雌激素相关受体α的作用，从而通过抑制血管生成和诱导细胞凋亡来防止肿瘤细胞在缺氧条件下的存活。SR16388还抑制雌激素受体α。在异种移植物模型中，恶性细胞生长以约0.2 μM的IC50被抑制，并且在微管蛋白抑制剂如紫杉醇或长春新碱存在下增强抑制。在对他莫昔芬耐药乳腺癌和比卡鲁胺耐药前列腺癌的治疗中推广，SR16388已完成I期试验以及针对不同肿瘤类型的II期试验。这些研究中证明的益处包括：在抗雌激素或芳香化酶抑制剂治疗期间复发的乳腺癌患者中的抗肿瘤功效；与芳香化酶抑制剂相比，骨矿物质密度减少相似；无子宫内膜增厚；以及良好的总体安全性。已提议将SR16388与微管蛋白抑制剂联合进行III期试验。
蛋白质相互作用抑制剂
抑制雌激素相关受体α活性的第二种最受欢迎的方法是防止受体与共激活因子和共抑制因子的相互作用，这些因子与受体活性构象中螺旋3、4、5和12之间的共激活因子表面相互作用（图7A和7C）。没有报告原型药物，但认识到这些相互作用在调节受体活性中的重要性。破坏p53和MDM2之间相互作用的nutlins的成功证明了破坏两个重要细胞内蛋白质之间相互作用策略的可行性。
microRNA对表达的抑制
被提及的第三种可能性是利用microRNA miR-137对雌激素相关受体α表达的调控。这种microRNA减少了乳腺癌细胞中雌激素相关受体α的表达，从而减少了乳腺癌细胞的增殖和迁移。抑制性RNA的治疗干预尚处于起步阶段，但这种对雌激素相关受体α的调控提供了治疗干预的替代策略。
磷酸化
另一种可能抑制雌激素相关受体α活性的干预措施是设计抑制通过磷酸化激活受体的细胞内信号转导蛋白活性的药物。靶向IGF和EGF途径的抑制剂可能影响雌激素相关受体α的转录活性。这些药物的例子包括figitumumab和拉帕替尼。这种治疗方式的一个优点是，通过生长因子途径诱导的其他肿瘤促进信号转导将被阻止。
临床场景
靶向雌激素相关受体α的药物最可能首先引入用于治疗晚期乳腺癌患者，很可能以姑息治疗为目的（图2E）。有证据表明，雌激素相关受体α可能是雌激素依赖性和雌激素非依赖性肿瘤的有效靶点。三阴性乳腺肿瘤（缺乏雌激素受体、孕激素受体和HER2表达）患者缺乏有效的非细胞毒性药物治疗，这些患者更可能接受此类新疗法。此外，SR16388的早期临床试验表明，雌激素相关受体α抑制剂对在他莫昔芬或芳香化酶抑制剂治疗后复发的患者有效。这些患者可能从雌激素相关受体α抑制剂中获益。
在姑息治疗环境中证明药物靶向雌激素相关受体α的临床益处将表明，它们应考虑用于诊断为早期三阴性乳腺癌的患者的辅助治疗（图2C）。有必要考虑靶向雌激素相关受体α活性的药物是否应与细胞毒性治疗联合使用或作为单一药物。该决定可能受患者预后影响。
患者分层
越来越多地，新药物的推广伴随着对哪些患者最可能获得临床益处的考虑。虽然制药公司可能希望其新药能惠及所有乳腺癌患者，但他们必须认识到，在患者子集中证明活性比在所有患者中没有显著效果更好。类似于雌激素受体α，在肿瘤细胞中高水平表达雌激素相关受体α的患者可能更可能获得益处。共激活因子PGC-1α和PGC-1β的高浓度也可能表明患者更可能从靶向肿瘤细胞对雌激素相关受体α依赖性的药物中获益。评估肿瘤细胞对代谢的依赖性可能会选择出最可能获益的患者。测量其表达特别密切依赖于雌激素相关受体α活性的基因，例如编码芳香化酶或TFF1的基因，或糖酵解途径中的酶或参与氧化磷酸化的酶，可能预测肿瘤细胞对其转录途径的依赖性。
雌激素受体α可能是预测对靶向雌激素相关受体α活性药物缺乏反应的生物标志物，因为雌激素受体α和孕激素受体的存在表明雌激素响应转录途径在肿瘤细胞中的重要性。此外，基于雌激素相关受体α可能抑制雌激素受体α活性的证据，抑制前者可能会促进后者的活性并增强雌激素依赖性乳腺疾病的进展。其他证据表明，抑制雌激素相关受体α可能会增强氟维司群的作用。
潜在副作用
考虑雌激素相关受体α的治疗潜力包括其在靶向恶性细胞中的有效性及其在其他细胞和其他组织中的作用。显然，毒性研究和早期临床试验将调查这些影响和潜在副作用，剂量限制工作将确定最佳治疗阈值。
骨质疏松
仅靶向雌激素相关受体α的干预措施的影响尚不清楚。有人认为雌激素相关受体α增加了脂肪细胞形成，以牺牲成骨细胞形成和活性为代价。这种骨骼抑制作用得到了雌激素相关受体α缺失小鼠中骨矿物质密度不随年龄减少的证明的支持。这种保护作用在雌激素缺乏期间持续存在。雌激素相关受体α对体内人类骨形成的真正影响特别重要，鉴于许多乳腺癌患者中骨质疏松的广泛发生率、纯抗雌激素和芳香化酶抑制剂对骨密度的药物限制副作用，以及可能已接受双膦酸盐或其替代品治疗的患者的潜在并发症。SRI International报告称，早期试验数据表明，SR16388（抑制雌激素受体α和雌激素相关受体α）对骨矿物质密度的影响与芳香化酶抑制剂相当。
转移
大多数关于雌激素相关受体α活性的相关研究表明它促进骨形成减少。骨是乳腺癌细胞转移的首选部位。抑制雌激素相关受体α活性的药物可能加强骨骼结构的可能性表明，此类药物可能因此阻碍乳腺癌继发肿瘤在骨骼中建立临床上显著的转移沉积。这种活性在晚期乳腺癌治疗中将是可取的，并可能增强双膦酸盐的作用。骨转移小鼠模型的临床前证据与此假设相矛盾；肿瘤细胞中雌激素相关受体α的过表达减少了骨溶解性病变的形成。推论是，抑制雌激素相关受体α活性可能会促进骨转移的形成。
代谢
许多雌激素相关受体α的反向激动剂是为管理代谢疾病而开发的。必须考虑肿瘤学干预通过雌激素相关受体α对正常组织代谢控制的潜在有害副作用，这些正常组织具有高能量需求，如骨骼肌、心脏和肾脏。值得关注的是，糖尿病和肥胖患者骨骼肌中PGC-1α和PGC-1β的减少意味着抑制雌激素相关受体α活性可能对糖尿病或肥胖乳腺癌患者特别有害。
另一个考虑因素是esrra-null小鼠表现出心脏肥大。重要的是要考虑靶向雌激素相关受体活性的药物对潜在心脏病患者（包括心肌病）的潜在有害影响。与蒽环类药物和曲妥珠单抗等与心脏损伤相关的药物联合治疗可能被禁止。
恶病质
一个主要关注是抑制雌激素相关受体α可能会对已有恶病质的患者造成灾难性后果，或加剧其发展。恶病质是一种主要的发病率原因，也是晚期乳腺癌患者死亡的促成因素，其原因尚不清楚。恶病质患者有广泛的肌肉萎缩和疲劳，以及与代谢功能受损和营养感知能力受损相关的严重体重减轻。乳腺癌患者中抑制雌激素相关受体α活性可能会恶化或加速这种状况的可能性是一个主要关注点，应该是任何涉及药物剂量递增的早期临床试验的重点。
结论
雌激素相关受体α是乳腺癌患者的有吸引力靶点，特别是在姑息或辅助临床环境中治疗选择有限的患者。已经开发了几种对该受体具有反向激动剂活性的化合物，一些已被证明具有高亲和力和良好的口服可用性，并与配体结合域相互作用以破坏活性构象并抑制受体的转录活性。临床前研究表明，其活性抑制剂在体外阻止乳腺癌细胞迁移，在小鼠模型中阻止体内增殖。它们可能增强骨转移的可能性值得进一步研究。雌激素相关受体α在能量代谢中的关键作用表明，其抑制可能靶向许多肿瘤细胞特有的高代谢。
成为有吸引力的靶点距离引入常规临床实践还有很长的路要走。重要研究领域包括识别对雌激素相关受体α转录活性依赖性和对治疗干预潜在反应的有效生物标志物。成功识别此类生物标志物将确保有效患者分层，只有高概率获益的患者才会接受治疗。雌激素相关受体α在能量代谢和骨形成中的重要作用意味着必须考虑其在高能量需求组织和骨骼中抑制其作用的影响。此外，对代谢紊乱或糖尿病患者（其中许多人将发展乳腺癌）抑制雌激素相关受体α活性的影响需要仔细调查。
致谢
作者感谢乳腺癌活动和癌症研究英国对我们在本综述涵盖的一些领域的支持。作者还感谢同事们宝贵的讨论和对本综述的重要贡献。
披露
作者报告在本工作中无利益冲突。
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