信號通路在子宮內膜異位癥發病中的作用研究進展

馮婉琴，劉敏娟，馬穎

(南方醫科大學珠江醫院，廣州510282)

子宮內膜異位癥(EMs)是目前臨床上育齡期婦女較為常見的婦科慢性疾病，能導致不孕、痛經及盆腔疼痛等癥狀，其發病率很高。EMs雖是良性疾病，但卻能夠像惡性腫瘤一樣種植生長、侵襲和遠處轉移，嚴重影響患者生活質量[1]。目前，由于EMs的發病機制仍不明確，患者經現有手段治療后復發率高。信號通路是

指能將細胞外的分子信號(稱為配體)通過細胞膜傳入細胞內并發揮效應的一系列酶促反應通路。近年有不少研究表明，EMs中存在多種細胞凋亡/存活信號通路的異常,這些通路的異常啟動及其復雜的相互作用會導致異位內膜組織的異常增殖、分化、侵襲及炎癥反應，進而促進異位病灶形成。因此，本文就信號通路在EMs發病機制中的作用作一綜述。

1 核因子κB(NF-κB)信號通路

NF-κB信號通路在腫瘤方面的研究相對成熟,但是目前在EMs中的研究較少。Gonzalez-Ramos等[2, 3]研究表明,NF-κB在EMs的產生、進展過程中起著重要的作用。NF-κB由復雜的多肽亞單位蛋白家族組成，是一種廣泛存在的、多效性的核轉錄因子，主要有Re1A、Re1B、c-Re1、p50/p105和p52/p100。研究發現，機體的炎癥反應、免疫反應、細胞凋亡、腫瘤的形成和轉移等都與該通路關系密切。

NF-κB通路在EMs發病機制的影響，可能與黏附、侵襲、血管生成相關因子的表達有關。研究表明，在EMs病灶中，NF-κB p65的DNA結合力的活性要比在位內膜高，NF-κB參與了EMs的產生及促炎癥狀態[4]。Kaponis等[5]研究發現，NF-κB可通過調節靶基因(如CAM-1、MMPs、VEGF等)的表達，參與增殖和抗凋亡反應、免疫和炎癥反應、黏附和侵襲反應以及血管形成作用的過程，從而促進EMs的發生和發展。Wei等[6]研究發現，川陳皮素通過抑制NF-κB的活化對EMs發揮治療作用。而Wang等[7]的研究表明,激活的NF-κB不但可以上調VEGF表達,進一步促進血管形成,降解周圍基質,還對異位內膜的轉移及再生起促進作用。由此可見，子宮內膜NF-κB表達上調能使子宮內膜性狀發生改變，從而有助于異位內膜的黏附、種植和血管形成。

2 Shh信號通路

Hh基因家族在進化過程中高度保守，哺乳動物有3種同源形式：Shh、Ihh和Dhh。Ihh參與軟骨發育,Dhh在生殖細胞發育中起關鍵作用；Shh在該家族中表達最廣泛,在該信號通路上起主要作用。Shh信號通路的核心成員包括Shh、Ptch、Smo、Gli、Sufu等。配體Patched1與Shh受體結合，通過減輕Patched1依賴性Smo的抑制來激活Shh途徑[8]。融合抑制因子(SUFU)和Gli家族鋅指(Gli2、Gli3)將激活信號轉導到細胞核中，以調節靶基因如Gli1和血管內皮生長因子的表達。Shh信號通路通過參與增強細胞增殖、干細胞維持和細胞分化以及促進血管生成，從而與腫瘤發生緊密相關[9]。有研究表明，Shh信號通路的異常激活在各種類型的婦科癌癥中起致癌作用[10]。例如，Shh信號通路異常激活與乳腺癌和卵巢癌的晚期相關[11]，提示Shh信號通路可能促進生殖系統惡性腫瘤的進展。Heard等[12]研究發現，在EMs患者的在位子宮內膜組織中Shh、Smo、Gli1和Gli3過表達，該Shh信號通路激活的發生方式類似于在KLF9缺陷小鼠模型中發現的類似人EMs中觀察到的方式。Matsumoto等[13]發現，Hh蛋白在小鼠子宮中表達，重組Shh蛋白可在體外促進小鼠子宮內膜間充質細胞的增殖；與此同時，升高的Hh信號傳導表達與人滋養細胞中的陽性孕酮受體狀態相關。

Shh信號通路對許多組織中的成人干細胞(ASC)的維持和增殖至關重要，而女性子宮內膜異位病變顯示ASC標志物Musashi和SOX-2的表達高于分泌性子宮內膜。Heard等[12]研究發現，子宮內膜組織KLF9表達缺陷會導致異位病變的產生，且KLF9失調所導致EMs與Shh的激活相關，與EMs干細胞起源學說的新證據相符合。目前Shh信號通路在EMs發病作用方面的研究相對較少，因此對于該通路與EMS的發生、發展還需進一步深入研究。

3 Wnt/β-catenin信號通路

研究發現，Wnt基因參與調控胚胎的早期發育、成體組織的穩態維持、干細胞的自我更新以及腫瘤發生發展等多種生物學過程。Wnt/β-catenin信號通路是由β-catenin介導的信號通路，β-catenin的濃度是調節下游信號轉導通路的核心因素[14]。

干細胞學說認為，導致EMs的主要原因來源于子宮內膜的干細胞。Bukowska等[15]的實驗研究發現，激活Wnt信號通路可以促進子宮內膜干細胞分化。Wnt5A參與人胚胎干細胞向子宮內膜細胞分化過程，而分泌型卷曲相關蛋白(sFRP)在該過程中起抑制作用。Li等[16]的一系列實驗提示，子宮內膜異位間充質干細胞(ECTO-MSC)分泌的轉化生長因子β1(TGF-β1)和Wnt1能夠增加核內β-catenin的水平，并進一步激活下游Axin-2基因表達，最終促進間質細胞增生、遷移、侵襲和纖維化。

在正常條件下，細胞外基質能夠變成細胞轉移的物理屏障，但是基質金屬蛋白酶可以降解細胞外基質的某些成分，從而使腫瘤細胞發生侵襲和轉移。Pazhohan等[17]研究發現，失活GSK-3b的主要部分以及抑制DKK-1表達，能夠導致EMs患者在位子宮內膜中β-catenin的過度活化，進而促進EMs的發生、發展。由此可見，Wnt/β-catenin信號通路對促進EMs的發生發展具有重要影響。

4 TGF-β/Smad信號通路

TGF-β/Smad信號通路由TGF-β及其受體和受體底物Smad蛋白組成，是其發揮生物學作用的主要通路。該通路在纖維化的發生機制中起重要作用,是多種疾病發生纖維化病理過程中起關鍵作用的生物調節通路。有研究表明，TGF-β1的分泌以及相關基因的顯著增加能夠激活TGF-β/Smad通路，形成有利于異位病灶發展的腹腔微環境，進而使TGF-β能夠促進纖維母細胞增生、膠原沉積和纖維蛋白形成，最后脫落的子宮內膜細胞容易黏附和聚集，進一步增加盆腔纖維化。同時，TGF-β能通過活化血管內皮生長因子(VEGF)來增加EMs病灶周圍微血管的形成，出現子宮內膜細胞的種植、侵入和增殖等。異位內膜的間質細胞可能能分泌TGF-β，造成盆腔微環境免疫耐受，協同IL-6和幼稚型CD4+T細胞向Th17細胞分化，促進炎癥發生造成EMs。由此可見，TGF-β/Smad 通路對EMs的發生、發展具有重要作用。

5 Notch信號通路

Notch信號通路是跨物種的高度保守的途徑，存在于大多數多細胞生物中。它在細胞-細胞通訊中發揮重要作用，涉及控制胚胎和成年期間多種細胞分化過程的基因調控機制[18]。Notch信號通路由4種跨膜受體(Notch1～4)和Jagged/Delta樣家族的5種跨膜配體介導。Dll-4的結合通過解整合素-金屬蛋白酶(ADAM)和γ-分泌酶誘導Notch細胞內結構域(NICD)的切割，然后NICD易位到細胞核中，在那里它可激活參與血管生成調節的多個基因的轉錄。

血管生成對EMs患者子宮內膜異位病變的植入和生長至關重要，許多血管生成生長因子在子宮內膜異位病變和EMs患者的腹膜中表達上調。Notch信號通路途徑對于血管生成的基本過程至關重要，例如動脈和靜脈分化、血管成熟以及在發芽性血管生成期間對內皮尖細胞和莖細胞的選擇。有研究表明，EMs病變中的發芽性血管生成受Notch信號傳導控制[19]。然而，抑制Notch信號傳導對病變發展沒有有益的治療效果。

雌激素促進正常和子宮內膜在位上皮細胞的遷移、侵襲，而褪黑激素和阻斷Notch信號通路能夠抑制17β-雌二醇誘導的遷移、侵襲，以及正常和EMs子宮內膜的上皮-間質細胞的轉化。Notch信號通過誘導Snai1表達，可促進TGF-β1誘導的上皮-間充質轉化(EMT)[20]。Jagged1介導的Notch信號激活可提高Snail和Slug的表達，導致各種疾病模型中E-鈣黏蛋白的抑制。Numb是Notch1信號傳導的抑制性調節劑，其通過促進Notch1細胞內結構域的泛素化和降解起作用。Qi等[21]發現，Notch信號通路的特異性抑制劑可抑制子宮內膜異位上皮細胞和正常子宮內膜細胞的增殖、遷移、侵襲，但正常子宮內膜細胞中EMT樣表型未被抑制，表明Notch信號通路在EMs調節EMT中起關鍵作用。褪黑素可以抑制子宮內膜異位癥上皮細胞中Notch1信號通路的活性，這反映在NICD表達的減少上，目前沒有足夠的證據表明Notch信號通路是褪黑激素作用的直接途徑。根據目前研究推測，Notch信號通路可能是EMs的潛在治療靶點，但其在EMs中調控雌激素和褪黑素中的作用，需進一步研究。

6 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路

PI3K/mTOR途徑是影響多種細胞功能的關鍵細胞信號傳導途徑，包括細胞代謝、生長、增殖和凋亡。由于EMs患者腹膜微環境的變化，異位子宮內膜細胞耐受缺氧和缺乏營養的能力對其增殖和轉移很重要。Akt在幫助細胞適應這些不利環境，并在維持增殖方面起關鍵作用。Leconte等[22]觀察到EMs患者在位和異位內膜細胞的增殖率均明顯升高, mTOR/Akt通路的激活使異位內膜細胞表型過度增殖，導致內源性氧化應激增加，而mTOR/Akt抑制劑能有效抑制異位內膜細胞的增殖。另外，激活的PI3K/Akt通路可以上調增殖細胞核抗原、抗凋亡分子、黏附相關分子、生存素、整合素β1和整合素αvβ3的表達來促進異位內膜細胞的黏附、增殖和侵襲。早期已有研究顯示,EMs在位內膜間質細胞中趨化因子CCL2和CXCL8呈高表達,可以通過激活PI3K/Akt通路上調增殖細胞核抗原、抗凋亡蛋白、生存素、MMP-2、Bcl-2等的表達水平，進一步促進細胞存活、增殖和侵襲[23]。此外，在子宮內膜間質細胞中，腫瘤轉移抑制因子NME1的異常低表達可以激活PI3K/Akt通路，導致IL-8和VEGF以及CD62E和CD105蛋白表達增加，生成大量血管內皮細胞。Akt促進內皮細胞一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化，進一步產生NO，從而刺激血管生成[24]。然而，EMs患者eNOS的表達和異位內膜的血管生成顯著增加[25]，這可能都與PI3k/Akt/mTOR信號通路的激活有關。此外，Akt通路還可以與ERK通路結合，通過增強異位子宮內膜基質細胞的增殖及其在纖維化微環境中的活力來促進深部EMs的生長。PI3K-Akt-mTOR是研究最多的細胞膜受體信號轉導通路之一，該通路多種蛋白質的磷酸化導致分子相互作用，最終導致EMs的形成。

EMs的發生、發展是一個涉及多種因素以及牽涉較廣領域的復雜過程，隨著分子生物學的發展和研究技術水平的提高，對于 EMs 發病的分子基礎我們有了更深層次的認識，但不同的信號通路之間可以相互產生聯系或者交叉影響，形成復雜的信號網絡，從而影響 EMs 內膜細胞的黏附、侵襲及血管生成。此外,因為各信號通路并非是完全獨立的，這增加了研究難度，使得 EMs 學說和理論眾多，但其發病機制尚不明確。臨床上對EMs的治療效果不盡人意，我們需要對相關信號通路在EMs發病機制中起的影響作用進行更深入研究，從而更好、更準確地指導臨床診療過程。