生长激素和受体及其信号通路与肿瘤的关
系
结核病与胸部肿瘤2009年第1期
生长激素和受体及其信号通路与肿瘤的关系
北京市结核病胸部肿瘤研究所细胞生物学研究室
王小敏岳文涛
人类生长激素(hGH)位于生长激素轴
的中心环节，是调控生长的主要激素，具有
调节营养分配，促进蛋白质合成，促进骨骼
肌肉生长，减少脂肪沉积，提高生长速度等
功能，并参与动物免疫，生殖，泌乳等生理
功能和代谢的调节.hGH功能首先是通过
与细胞表面受体hGHR结合以后，由后者介
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导，引起了下游一系列信号通路反应.而由
hGHR引起的信号通路一直以来都是研究的
热点，尤其是近来有越来越多的研究将该通
路与肿瘤发生等联系在一起，进一步引起了
研究者的兴趣.许多研究表明，在正常组织
和肿瘤组织中,GHR的表达存在不同程度的
异常.这些异常与肿瘤的发生，发展及转移
都有着密切关系.现将有关hGH及其受体
hGHR的研究进展综述如下:
1人生长激素(humangrowthhormone,hGH)
1.1hGH的分子结构
人的生长激素是一种由脑垂体前叶嗜酸性
细胞分泌的单一肽链蛋白质类激素.hGH分
子量22KDa，由191个氨基酸组成.在第53位
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与165位和第182位与189位氨基酸残基之间分别形成双硫键以稳定整个分子；大约75%
垂体腺前叶嗜酸细胞分泌的生长激素是以此种分子结构形式分泌的，还有5%～10%是以分
子量20kDa形式分泌.分子量20kDa形式的生长激素与分子量22kDa形式的差别在于前者的第二编码外显子被从RNA多切除了32～46个氨基酸编码序列.hGH构象中约有50%a一螺旋，从三维结构看,hGH包括四个反向平行的
a一螺旋，其中三个a一螺旋起关键作用n]. 1.2人生长激素的基因结构
芥菜做法人生长激素有两种基因——hGH.N和hGH—V，分别编码蛋白hGH—N和hGH—V.两者结构的同源性达93%.通常讲的hGH基因
是指hGH—N，所以hGH蛋白也是指hGH.N, 它位于2.6KbDNA片段中，由5个外显子和
4个内含子和3'及5'不翻译区(包括500bp启
动子区域)组成u(图1).而hGH—V基因主
要在胎盘中表达，在胎儿和胎盘生长和发育中起作用.这两个基因都先翻译为激素原，然后
通过酶水解加工成为具有生物活性的形式. /,
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0e,t1耐eme嚏哩照4fhp嗣RIb^.l{F14》矗BC 图1hGH的基因结构
旱冰鞋教程1.3人生长激素的生理作用
主要生理功能是促进人体生长发育(如
果缺乏就会产生侏儒症)和维持组织器官的
正常功能(如果严重缺乏会造成组织器官萎
缩和功能衰竭，包括神经，免疫和其他脏器等).这些生理功能主要是因为它能增强细
胞对氨基酸吸收和促进蛋白质合成.蛋白质
是细胞生命活动的基础，它的合成和降解速
率平衡(在代谢和营养学上称为氮的正/负
平衡)决定了细胞生命活力的强弱(包括
神经，免疫，造血和其他组织和脏器)，也
决定了人体抗病，抗感染和组织器官正常生
理功能的能力.一些研究证实，应用外源性
的rhGH治疗hGH缺乏的成年人，人体瘦体
重增加10.8%，大腿肌肉增加5%～8%.此
外，它对人体的水盐代谢和碳水化合物代谢
的平衡有着重要的作用.例如，老人的血液
hGH含量不NJL，童的1/10，故造成老人的蛋
招标会议白质合成趋向氮的负平衡，细胞水分减少,
生理功能下降，碳水化合物不易转化为蛋白质，而呈血糖上升和脂肪积累，人体易于发
胖.hGH的分泌量随着年龄增加而减少，从
20～30岁以后，每年逐渐减少，因此60岁
时人的hGH分泌量只有年轻时的一半;80岁
时只有年轻时的1/5.
2人生长激素受体(humangrowthhormone receptor,hGHR)
2.1hGHR的分子结构
hGHR是单链跨膜糖蛋白，大约有620
个氨基酸残基，不同物种氨基酸残基的具体
数目稍有不同.多数动物的GHR分子量在
100～130kDa之间.hGHR分为3个区：胞
外区，跨膜区和胞内区，它们分别由245,
25及350个氨基酸残基组成.在胞外区,
hGHR有5个保守的糖基化位点，是与配体
结合的部位.在胞外区特定的位置上有7个半
胱氨酸残基，其中有6个在蛋白成熟时形成
二硫键，起着维持hGHR胞外结构域特定空
间结构的作用；在胞外区近细胞膜的位置上Tuber&ThorTumor,March2009,No.1
有--WSXWS样序ylJ(Try—Gly—Glu—Phe—Ser), 它可能在GH与GHR结合过程中起关键作
用.在胞内结构域，人们发现了两段保守序
列(序列框1,2)，其中靠近细胞膜的序列框
l(Box1)的编码8个氨基酸残基，以脯氨酸残肆意骄纵
基为主，是GHR与酪氨酸激酶JAK2结合的
一
个位点；序列框2(Box2)则编码15个氨
基酸残基，如果这两段保守序列编码的某一
个氨基酸残基发生突变,GH将失去促进生长盐井乡
的作用.由此表明Boxl,Box2在GHR介导
的信号转导过程中起着关键作用.
七星螳螂拳2.2hGHR的基因结构
通过Southern印迹和原位杂交分析显
示，人的GHR基因是在第5号染色体近端
短臂上的pl3.1～p12区，而小鼠的GHR基
因则是在其l5号染色体上.GHR基因一个重要的特征就是存在几个5'端不翻译区(5' UTRs)，它们选择性地参与转录，是导致
GHR分子多态性的重要原因之一.在人肝
脏中，至少已经确定了8个不同的GHR5' UTRs(V1～V8).GHR基因包含10个外显
狗品种子(外显子1～10)，其中外显子2编码5' UTRs最后的11bp的氨基酸残基,l8个氨基
酸残基的信号肽和胞外结合区起始的5个氨基酸残基；外显子3～7编码胞外结构域；外
显子8编码胞外结构域的最后3个氨基酸残基,1个24个氨基酸残基的跨膜结构域和胞
内区开始的4个氨基酸残基；外显子9和1O 则编码胞内结构域和3'UTR(图2).
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图2hGHR的基因结构
3hGH与hGHR的关系以及其介导的信号通路3.1受体的二聚作用
结核病与胸部肿瘤2009年第1期
1分子GH与2分子GHR相结合导致受
