子宮內膜異位癥發病機制的研究進展▲

劉巧梅 李 寧 韋麗麗 蘇 游 楊玲玲 陸 瑩

(廣西國際壯醫醫院婦科，南寧市 530000)

【提要】 子宮內膜異位癥(EMs)是常見的婦科良性疾病，卻有惡性疾病的生物學特征，臨床治療效果欠佳。研究發現，子宮內膜間質細胞在EMs形成的各個環節起到重要作用。對子宮內膜間質細胞持續增殖、抗凋亡、黏附和侵襲、促進血管生成中的作用與EMs發病機制的研究具有重要臨床意義。

子宮內膜異位癥(endometriosis，EMs)是指有活性的內膜細胞種植在子宮內膜以外的部位而形成的一種常見婦科疾病。其發病機制未闡明，內分泌因素、炎癥、免疫、新生血管生成、遺傳因素、干細胞學說等眾說紛紜，至今尚無定論。因發病機制不明確、發病率高、復發率高、治療效果不滿意而使其成為關注熱點。“經血逆流”內膜異位種植學說是目前公認的腹腔EMs形成的主要原因。子宮內膜間質細胞必須通過腹腔液體、腹腔細胞和腹膜細胞外基質，才能完成黏附、侵襲、血管形成，實現異位病灶的產生、生長、發育及引發癥狀。子宮內膜間質細胞在EMs發病的各個環節均扮演重要角色。本文就間質細胞持續增殖、抗凋亡、黏附和侵襲、促進血管生成作用與EMs發病機制研究作一綜述。

1 子宮內膜間質細胞與增殖、抗凋亡

正常的子宮內膜細胞通過增殖和凋亡的平衡，實現子宮內膜的周期性生長和剝落。EMs主要表現為在位內膜細胞和異位內膜細胞的增殖凋亡機制失衡，從而導致疾病發生并進一步惡性進展。EMs細胞的增殖和凋亡機制主要涉及間質細胞上Rho/ROCK通路、P300/CBP相關因子(PCAF)、鈣周期蛋白(S100A6)、抗凋亡蛋白Bcl-2 。

1.1 Rho/ROCK通路 Rho/ROCK通路是機體組織中普遍存在的一條信號通路，其伴隨多種炎癥介質和細胞因子受體偶聯機制的活化而激活，通過激酶級聯反應直接或間接參與細胞骨架的調控，從而產生一系列與細胞異位生長相關的生物學效應。目前發現的分布在哺乳動物組織細胞中的Rho GTP酶成員主要有Rho(A、B、C)、Rac、Cdc42等。許多研究證實該通路能調節腫瘤過程中細胞增殖[1-2]、凋亡[3-4]、黏附、細胞骨架等進程。EMs的發病過程與腫瘤非常相似，因此認為其發病機制也有相似之處。研究表明[5]，在異位子宮內膜間質細胞中 Rho/ROCK 信號通路處于激活狀態，引發子宮內膜間質細胞核因子κB(NF-κB)、金屬基質蛋白酶-9( MMP- 9)表達升高，基質蛋白酶組織抑制劑-1(TIMP-1)的表達減少，引起下游一些細胞因子的表達和抗凋亡蛋白的表達增加，促進異位細胞的生長能力和抗凋亡能力，有利于異位病灶的生長和擴大。同時，該通路的激活也可以促進許多炎癥因子釋放，調節異位細胞的分裂增殖和免疫逃逸[6]。cofilin-1基因(CFL1)是 Rho/ROCK下游的信號分子，血小板源性生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)是EMs在位內膜間質細胞CFL1表達的強誘導劑[7]。PDGF對多種腫瘤細胞增殖有重要作用[8]。穆慶等[7]報道了EMs在位內膜間質細胞增殖對其呈現明顯的劑量依賴性，推測PDGF對于EMs在位內膜細胞增殖調控是通過 Rho/ROCK信號途徑對CFL1的調控實現。

1.2 P300/CBP相關因子(P300/CBP associated factor，PCAF) PCAF 是一個具有組蛋白乙酰轉移酶(histone acetyltransferase，HAT)活性的轉錄輔助因子。我國學者[9]首次發現EMs患者間質細胞中PCAF表達減少，并證實PCAF參與人子宮內膜間質細胞的增殖過程。PCAF通過和細胞周期依賴性激酶(cyclin dependent kinases，CDKs)CDK2直接結合并乙酰化修飾其第33位點的賴氨酸殘基，抑制細胞周期進程中cyclin/CDK2復合物的活性，從而將成肌細胞阻滯在S和G2/M 期[10]。PCAF通過乙酰化修飾p53 C末端第320位賴氨酸殘基，增強p53與DNA的親和力，參與p53介導的 p53-mdm2-p21/WAF1/CIP1/SDI1信號通路，將細胞周期阻滯在G 1期[11]。劉紅玉等[12]報道了EMs患者在位子宮內膜組織中CAPN 7蛋白較正常育齡婦女內膜組織中異常高表達，進一步實驗發現CAPN 7通過調控Cyclin D3的表達促進人子宮內膜間質細胞的增殖。研究表明，著床關鍵轉錄因子HOXA10通過增加間質細胞中Cyclin D3蛋白表達亦可促進子宮內膜間質細胞的增殖[13]。

1.3 鈣周期蛋白(S100A6) S100A6是一個由90個氨基酸殘基形成的鈣結合蛋白，屬于S100蛋白家族的一員。S100蛋白家族廣泛參與細胞周期活動、細胞分化、腫瘤生長等過程[14]。高菊梅[15]通過體外培養鑒定32例卵巢EMs和32例卵巢良性畸胎瘤患者的在位子宮內膜間質細胞，發現 EMs患者在位子宮內膜間質細胞中S100A6存在高表達，與細胞增殖和遷移呈正相關，和細胞凋亡呈負相關；高表達S100A6可以提高EMs患者在位子宮內膜間質細胞中β-catenin的表達。β-catenin通過傳輸細胞外信號激活靶基因，是關鍵的轉錄激活劑，同時也是Wnt通路的重要調節子，其在細胞核內聚集可作為Wnt信號通路激活的標志[16-17]。隨后其團隊又發現通過上調細胞中S100A6的表達水平能增加EMs患者在位子宮內膜間質細胞的增殖能力，促進細胞的遷移并抑制細胞的凋亡[18]。

1.4 抗凋亡蛋白 Bcl-2(B-cell lymphoma-2) 細胞凋亡即基因控制的程序性細胞自我消亡，對組織器官正常生理功能及機體維持自身穩態非常有意義。1976年Hopwood率先發表了細胞凋亡小體存在于子宮內膜的報道。不斷有新的發現證明，分泌晚期和月經期功能層老化子宮內膜細胞的消亡是由細胞凋亡機制維持的，越來越多的疾病病理生理學基礎證實與細胞凋亡的過度或者減弱有關。免疫相關疾病、惡性腫瘤等疾病的發生被認為是由細胞凋亡受到抑制引起的，EMs中凋亡通路上關鍵因子的表達異常受到了越來越多的學者關注，但其具體機制目前尚不明確。Bcl-2基因可以阻撓細胞凋亡，延長細胞壽命，是一個對細胞凋亡影響很大的原癌基因。Bax是Bcl-2同源的一種相關蛋白, 可以對抗Bcl-2的生物學活性。在正常子宮內膜中，Bcl-2的表達受月經周期的影響[19]。分泌早、中期少量表達，分泌晚期及月經期不表達，增生期最多，其表達多寡的變化正好同月經周期中的凋亡增殖一致。Bax和Bcl-2蛋白在人子宮內膜腺上皮和間質細胞上呈周期性表達。Bax在間質細胞分泌期表達陽性，在增生期表達陰性。在腺上皮上增生期到分泌期，陽性表達呈進行性增強。Bcl-2在腺上皮和間質細胞上分泌期均無表達，增生早、中、晚期表達逐漸增加。EMs的Bcl-2強表達，Bcl-2/Bax異型二聚體增加，Bax弱表達則Bax同型二聚體減少，子宮在位內膜的凋亡機制受到嚴重的抑制，內膜細胞凋亡減少，同時異位內膜細胞的凋亡也被顯著抑制，異位內膜細胞存活時間延長，細胞的凋亡與增殖失去平衡[20]。

2 子宮內膜間質細胞與黏附、侵襲

經期脫落的子宮內膜細胞逆流進入輸卵管，突破腹水或腹腔液、腹腔細胞和腹腔細胞外基質三道防線進入腹腔后，進一步穿透腹膜基底層進行黏附和侵襲，是EMs形成的關鍵步驟。動物體外實驗顯示，子宮內膜或者逆流的子宮內膜碎片可以黏附種植于腹膜[21]，但在此過程中究竟是內膜上皮細胞與腹膜黏附，還是間質細胞與腹膜黏附，或者是其他因素的影響作用等問題仍無定論。研究表明[21]，子宮間質細胞和腹膜間皮細胞的黏附能力主要由子宮內膜間質細胞來源決定，與腹膜間皮細胞的來源關系甚微。盆腔EMs病灶形成過程中，子宮內膜間質細胞比腺上皮細胞先黏附在腹膜間皮細胞上。Griffith等[22]由此猜想間質細胞的黏附功能在初始階段起主要作用。間質細胞的黏附和侵襲功能與核因子 κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號通路關系密切，近些年越來越受到研究者重視。現就NF-κB信號通路與EMs間質細胞黏附和侵襲功能作一介紹。

2.1 NF-κB信號傳導通路與成員 NF-κB是1986年Baltimore和Rwiansen在成熟B細胞和漿細胞中找到的，因為能與免疫球蛋白κ-輕鏈基因增強子的B位點結合，調控免疫球蛋白κ-輕鏈上基因的轉錄，故被稱作核轉錄因子κB(NF-κB)。NF-κB主要由5 個相關的轉錄因子組成：p50、p52、p65(RelA)、RelB和c-Rel。其成員兩兩結合后，可形成不同的NF-κB轉錄因子，其中多肽p65和p50組成的異二聚體是最常見的。一般情況下，在細胞質中以無活性的狀態存在，原因是此二聚體能與一個抑制蛋白(IκB、IκBα、IκBβ、IκBε、IκBζ、Bcl-3、IκBns、p100或p105)結合成三聚體復合物。三聚體形式下，NF-κB沒有活性。NF-κB信號通路可以被不同的因子激活。研究表明，有些外在因素，如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)、環氧化酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等可以通過NF-κB信號通路刺激其蛋白活化，上調其表達，使異位內膜間質細胞產生大量的炎癥因子如白介素-6(interleukin-6，IL-6)、白介素-8(interleukin-8， IL-8)、白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)等[23-28]，從而改變異位子宮內膜的生物學特性和盆腹腔微環境，促進異位內膜的黏附、侵襲和血管形成。根據NF-κB信號通路的發生機制可分為3種：經典的NF-κB信號通路、NF-κB信號通路旁路途徑和前體蛋白p105參與的NF-κB活化途徑。盡管上游信號來源較多，但是最終都匯集到IκK，作為激酶的IκK能使IκB蛋白磷酸化，導致它從三聚體中解離出來，NF-κB的二聚體就能暴露出核定位序列(nuclear localization signals，NLS)，迅速從細胞質進入細胞核內，與DNA的特異序列相結合，促進相關基因的轉錄，啟動并調節機體免疫反應、炎癥反應和細胞的侵襲、黏附、增殖、凋亡和血管形成等。這些細胞的反應程序對EMs的發生、發展均有影響。

2.2 NF-κB促進間質細胞黏附和侵襲 有研究表明，子宮內膜間質細胞及腺上皮細胞均表達NF-κB(p50/p65)、IκB、IκK和NF-κB-p65[29]。NF-κB-DNA的結合力受月經周期影響，分泌期及月經期子宮內膜 p65-DNA結合低于增生期[29]。孕激素是NF-κB的抑制劑，黃體期孕激素水平高，故分泌期子宮內膜的NF-κB-p65水平降低，月經期孕激素水平下降，理論上子宮內膜NF-κB表達會增強，然而與增殖期子宮內膜相比，月經期NF-κB的表達居然顯著降低，猜測這是由于月經期雌激素處于低水平狀態導致的[30]。NF-κB-p65的DNA結合力在EMs病灶的活性要比在位內膜高，EMs病灶中NF-κB-p65的DNA結合力高于在位內膜中NF-κB-p65的DNA結合力，且 NF-κB通路在紅色有活性EMs病灶中的活性要高于黑色失活的病灶[31]。孫群燕[32]報道了小鼠p50的表達缺失導致在位內膜、異位內膜和陰道蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)表達顯著減少，提示PKC的表達受到NF-κB系統的調控。PKC是疼痛發生的重要的細胞間介導因子，參與炎癥引起的傷害感受器敏化以及急性疼痛向慢性疼痛的轉換。p50/p65二聚體在NF-κB的經典通路及非經典通路中均被發現。 經典通路對子宮內膜細胞及基質細胞的炎癥刺激有反應，而非經典通路對活性氧類、組織缺氧及基因損傷有反應，推測這兩條通路在病灶中均被激活[33]。進一步研究發現，NF-κB可通過調節靶基因，如細胞間黏附分子(ICAM)、 金屬基質蛋白酶(MMP)、中性粒細胞激活肽-78(ENA-78)的表達，影響黏附和侵襲反應、免疫和炎癥反應、增殖和抗凋亡反應及血管形成，從而參與EMs的發生、發展[33]。其中，黏附分子是一類調節細胞與細胞間、細胞與細胞外基質相互作用，從而起到黏附作用的跨膜蛋白，包括整合素、粘連蛋白、免疫球蛋白超家族、選擇素家族及一些尚未歸類的細胞間黏附分子。在EMs形成的早期階段，黏附分子對逆流的子宮內膜細胞的黏附和種植起重要作用。Lin等[34]在不同氧濃度環境下培養子宮內膜間質細胞，發現低氧微環境可以促進子宮內膜間質細胞產生更多的TGF-β，同時激活TGF-β/Smad信號通路，提高整合素的表達，可以增加間質細胞在異位內膜的黏附力。有學者證實間質細胞在NF-κB通道被誘導后TIMP-1、TIMP-2、MMP-2、MMP-9等黏附因子的表達和分泌增加[35]。Marschalek等[36]在實驗中同樣觀察到EMs形成初期黏附因子在7 d后表達增加。ENA-78是上皮細胞來源的中性粒細胞激活肽，可促進異位內膜細胞的侵襲、增殖，也是一種重要的血管生成因子，可促進新血管的生成，也能造成局部組織缺血缺氧，導致纖維化，加重盆腔粘連。異位內膜血管被誘導生成，血管通透性增加，都是由血管內皮生長因子過多表達造成的，且這些都是內異癥發生、發展的關鍵因素。

3 EMs患者子宮內膜間質細胞與血管形成

月經剝落的內膜異位黏附并種植后，只有新生血管的形成和有效血液供應的建立，內膜組織才能繼續存活生長。子宮內膜間質細胞產生的VEGF、COX-2、Ang在這一過程中起著關鍵作用。

3.1 血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF) VEGF是血管內皮細胞特異性的肝素結合生長因子，在體內可以誘導新血管生成。VEGF是由二硫鍵連接的兩條分子量均為24kDa的單鏈組成，是高度保守的同源二聚體糖蛋白，因 mRNA剪切方式不同，可生成VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF185、VEGF206五種蛋白，前三種蛋白為分泌型可溶性蛋白，通過直接作用于血管內皮細胞，促進血管內皮細胞增殖，提高血管通透性[37]。腫瘤組織的生長必須依賴新生血管提供營養物質和氧氣，是VEGF作為腫瘤治療靶點的理論基礎。研究[38]表明EMs患者的 VEGF表達增強，提示VEGF在EMs的病理性血管生成中起重要作用。更進一步的研究提示EMs患者在位及異位子宮內膜間質細胞VEGF、COX-2、PGE2的蛋白分泌及mRNA表達均升高，且異位病灶間質細胞升高更明顯，表明在EMs發病中異位病灶子宮內膜間質細胞血管生成能力更強[39]。劉琦等[40]發現EMs患者異位內膜間質細胞與在位內膜間質細胞中miRNA-150的表達均下調，且miRNA-150是通過調控CXCR4的表達參與EMs的發生、發展。CXCR4與其特異性受體結合通過激活PI3K/AKT信號傳導通路誘導VEGF的生成[41]。李蕾等[42]運用熒光定量PCR技術和酶聯免疫吸附試驗，觀察到炎癥因子IL-1β作用于EMs患者在位內膜間質細胞時，activin A mRNA表達及蛋白呈IL-1β劑量依賴性增加。activin A可以增強血管內皮生長因子的作用，并且能夠通過p38和MAPK依賴機制提高VEGF及其受體的表達，促進血管生成[43]。缺氧誘導因子 - 1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)是介導細胞對缺氧微環境進行適應性反應的關鍵性轉錄調控因子。缺氧也是刺激間質細胞分泌VEGF的一個重要因素。

3.2 環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2) COX-2是一種限速酶，在花生四烯酸環氧酶代謝途徑起作用，多數組織中幾乎檢測不到，僅在炎性因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8)、細胞因子、內毒素、腫瘤刺激因子和某些激素刺激下迅速表達。因此，COX-2被認為是“快速反應基因”。在正常人子宮內膜腺體和血管內皮中都有COX-2的表達，它可以催化花生四烯酸合成PGH2，在PGE2合酶的作用下合成PGE2。在EMs發病中，PGE2參與調節血管生成、細胞增殖、抗凋亡、免疫抑制等病理生理過程[44]。EMs患者異位內膜間質細胞中存在COX-2→PGE2→雌二醇的正反饋；腹膜巨噬細胞中存在COX-2→PGE2→促炎因子(白細胞介素1β和腫瘤壞死因子α 等)的正反饋，二者共同作用使得EMs患者腹腔液中COX-2、PGE2濃度持續升高，異位內膜組織中COX-2、PGE2濃度高于在位內膜組織，促進EMs的發生、發展[45]。有研究發現將體外培養的EMs 子宮內膜細胞加入COX-2抑制劑能夠減少細胞VEGF的表達，進一步說明COX-2在VEGF介導的EMs的血管生成中發揮了關鍵作用[46]。Luo等[47]報道了COX-2通過作用蛋白激酶C及其下游的信號通路在VEGF表達上調的過程中發揮關鍵作用。陳琦等[48]報道了EMs在位內膜組織COX-2基因CRE位點去甲基化與COX-2表達增高相關，并參與EMs的發生發展。CRE是COX-2基因啟動區調節COX-2轉錄激活的關鍵位點之一。ATF-2、c-Jun、c-Fos、CRE結合蛋白等轉錄因子，都能與COX-2基因啟動子區CRE位點結合， 從而調控COX-2基因的表達[49]。Endothelin-1、TNF-α、PDGF等許多生長因子也可通過增加細胞內cAMP水平、激活COX-2基因啟動子區CRE位點上調COX-2基因的表達。

近年有專家指出，NF-κB激活劑脂多糖可以增強子宮內膜間質細胞COX-2和PGE2的表達，NF-κB抑制劑能夠減少子宮內膜間質細胞的COX-2、PGE2基因以及蛋白的表達[50]，由此我們猜測NF-κB通路與COX-2表達關系密切。

3.3 促血管生成素(angiopoietin，Ang) Ang調節血管的形成、退化和穩定，這是繼VEGF之后發現的內皮細胞特異性促血管生成因子。EMs患者的Ang 1和Ang 2在子宮內膜血管內皮細胞、腺上皮細胞和間質細胞中表達[51]，且高于非EMs在位內膜。目前研究認為兩者表達失衡以及Ang-2表達顯著上調可降低血管的穩定性， 啟動早期的血管形成信號[52]。

目前有學者[53]在實驗中發現，離體的EMs異位內膜間質細胞能夠分泌凝血酶和血栓素a2誘導血小板的激活。血小板的激活有助于止血、傷口的愈合，參與血栓、動脈粥樣硬化、炎癥和癌癥的形成。近年來，血小板的激活與EMs發生有關的報道相繼出現。有報道稱血小板的激活可以誘導COX-2、MMP-9、VEGF的過度表達，推測內異癥患者內膜間質細胞血管生成、增殖與血小板激化有關[54-55]。

綜上所述，間質細胞在EMs異位病灶的形成過程中所起作用的研究已經取得了較大進步。EMs異位病灶的形成過程錯綜復雜，受多因素影響，希望通過進一步的研究，在間質細胞上能夠找到一個治療靶點，既能對在位內膜進行調控干預、改變其生物學特征和行為，又能抑制異位內膜的生長繁殖。總之，EMs患者子宮內膜間質細胞上NF-κB信號通路與異位病灶形成關系密切。本課題期望通過阻斷NF-κB信號通路的上游分子，改變下游因子的表達，改變細胞生物學活性，破壞異位病灶的形成，為內異癥治療提供一種行之有效、療效持久的方法。