子宮內膜自噬作用研究進展

周振華，胡婭莉

南京醫科大學鼓樓臨床醫學院，南京210008

自噬是真核生物中進化保守的溶酶體降解途徑，在缺氧、饑餓、營養缺乏等應激狀態下被誘導，進而分解細胞質內的大分子及受損的細胞器，清除細胞毒性代謝產物，實現細胞本身代謝需要和細胞器更新，從而維持細胞能量和代謝平衡，在哺乳動物的發育和分化過程中發揮重要作用［1］。根據胞內物質進入溶酶體的途徑不同，自噬可分為3類：分子伴侶介導的自噬（CMA）、微自噬和大自噬［2］。CMA是具有特定氨基酸序列的可溶性蛋白被分子伴侶HSPA8識別后轉運至溶酶體，與溶酶體膜上的溶酶體相關膜蛋白Lamp2A結合后被水解酶消化的過程；微自噬是溶酶體膜直接內陷吞噬細胞內物質并降解之；而通常所說的自噬是指大自噬，這種自噬形式受自噬相關基因（ATG）控制［3］，是胞內雙層膜結構包裹細胞器或蛋白形成自噬體，與溶酶體融合后降解胞內物質的過程。自噬調控異常參與多種疾病的發生發展，包括腫瘤、衰老、退行性疾病等，是多種疾病的潛在治療靶點［1］。

近年研究發現，自噬現象也存在于子宮內膜組織中，對維持子宮內膜穩態有重要作用［4-5］。子宮內膜是人體內最具有自我再生能力的組織之一，在雌孕激素的影響下周期性增殖、分泌、脫落和再生，而子宮內膜動態變化過程涉及細胞對不斷變化的環境、細胞生長和凋亡的不斷適應，與細胞自噬密切相關。此外，在多種內膜相關疾病中，自噬異常調控，并與疾病嚴重程度有關，而自噬治療可有效緩解疾病進程?，F就生理及病理狀態下的子宮內膜自噬作用的研究進展進行以下綜述，期望為子宮內膜相關疾病的治療提供新方向。

1 生理性子宮內膜自噬作用

生理性子宮內膜可分為非妊娠期子宮內膜、妊娠期子宮內膜。在生理性子宮內膜中存在自噬現象，隨著子宮內膜狀態的不同，自噬活性也隨之發生改變。

1.1 非妊娠期子宮內膜自噬作用子宮內膜在卵巢雌孕激素的影響下發生周期性的變化，主要分為3個階段：月經期、增殖期和分泌期。在月經期，隨著黃體功能迅速退化，雌孕激素水平快速下降至最低點，導致螺旋動脈收縮，子宮內膜發生缺血性壞死、脫落；在增殖期，隨著卵巢顆粒細胞雌激素分泌增加，子宮內膜上皮、間質、內皮等細胞均快速增殖，10 d內內膜厚度可從2 mm增加至10 mm左右［6］；排卵后受卵巢黃體孕激素影響，內膜上皮細胞基因表達發生突然的、不連續改變，而間質則是連續的基因表達改變，引起細胞形態、功能的改變，為胚胎種植和發育做好準備［7］；若卵子沒有受精，雌孕激素撤退進入下一個月經周期。

CHOI等［8］發現，子宮內膜的自噬水平受卵巢雌孕激素調控，在月經周期中發生動態變化，并與細胞凋亡密切相關。他們對15例處于不同月經周期的子宮內膜進行免疫組化分析，發現自噬標志分子微管相關蛋白LC3A表達水平在增殖期較低，而在分泌晚期至月經期表達水平達到高峰，這與月經周期中細胞凋亡的表達模式相似，提示自噬活性的動態變化與細胞凋亡相關。隨后在人子宮內膜癌細胞株Ishikawa中也發現了相似的結果，當孕激素或雌激素撤退后LC3A-Ⅱ蛋白水平顯著增加，自噬激活，觸發凋亡反應。

在女性絕經后，卵巢功能衰竭，雌激素分泌減少，子宮內膜發生生理性萎縮。ZHOU等［9］發現，絕經后婦女及卵巢切除大鼠模型的子宮內膜上皮細胞中經典自噬通路AKT-mTOR下調，自噬活性增加。同樣，子宮內膜上皮細胞體外予以來曲唑（雌激素抑制劑）處理后，細胞自噬和凋亡相關分子表達增加，而干擾ATG5和Beclin1則可以通過抑制自噬減少細胞凋亡，表明自噬參與誘導細胞凋亡。此外，研究發現，絕經后促卵泡生成素（FSH）分泌增加，可激活TGFβR2-Smad2/Smad3信號通路，誘導原代腺上皮細胞自噬相關蛋白表達［10］，而持續高水平的自噬可誘導細胞凋亡，促進子宮內膜萎縮。

在月經周期的分泌晚期和月經期以及絕經后的子宮內膜中，細胞凋亡增加，自噬被激活，而高水平自噬可以促進雌孕激素撤退后的細胞凋亡，并參與凋亡細胞的清除，從而維持內膜內環境穩態。

1.2 妊娠期子宮內膜自噬作用胚胎植入是一個動態變化的復雜生理過程，包括胚胎定位、黏附和侵入及胎盤形成，胚胎植入后處于分泌期的子宮內膜受孕激素的持續刺激發生蛻膜化，研究發現自噬參與了子宮內膜蛻膜化過程。

在孕鼠子宮內膜中發現，LC3表達水平在妊娠第1～2天到達最高，而這種自噬激活可被地塞米松抑制［11］，說明這個階段自噬的增加是受炎癥反應調控的。在妊娠第5～6天，自噬水平降低，并且著床點自噬相關蛋白及基因的表達較著床旁組織顯著降低［12］；此外，小鼠子宮內膜間質細胞在體外誘導蛻膜化后，自噬相關蛋白（LC3-Ⅱ、p62、ATG5）表達顯著降低，而當用3-甲基腺嘌呤（3-MA）進一步抑制自噬后，蛻膜化關鍵基因HOXA10及雌孕激素受體下調，小鼠著床位點出現異常，子宮內膜蛻膜化受阻。但是，也有研究發現，在人子宮內膜間質細胞體外誘導蛻膜化過程中，自噬明顯上調，而敲除自噬相關基因ATG7和ATG5后蛻膜化標志分子PRL、IGFBP1表達下降［13］。此外，在自噬相關蛋白FIP200敲除［14］和ATG16L突變［15］的自噬缺陷的轉基因小鼠中，也觀察到蛻膜化異常，胚胎著床數減少。

在子宮內膜蛻膜化過程，自噬活性發生動態變化，雖然具體變化的研究結果存在爭議，但研究證實抑制自噬后蛻膜化過程受損，影響胚胎著床，表明自噬在蛻膜化過程中的重要作用。然而子宮內膜蛻膜化過程中自噬變化的生理意義及分子機制尚不明確，還有待進一步探索。

2 病理性子宮內膜自噬作用

子宮內膜異位癥（EMs）、子宮內膜癌、子宮內膜增殖癥、薄型內膜及宮腔粘連等婦科疾病中均存在子宮內膜自噬現象，自噬調控發生異常，而通過靶向自噬調控亦可緩解疾病發展。

2.1 EMs中的子宮內膜自噬作用EMs是子宮內膜細胞種植在內膜之外的部位而形成的一種良性疾病，可造成痛經、慢性盆腔疼痛、月經異常及不孕等多種臨床表現。近年發現，自噬與EMs的發生發展密切相關。在EMs的內膜組織中，自噬水平的變化存在爭議，且其臨床意義尚不明確［16］。

一方面，很多研究報道，EMs內膜組織中自噬活性下調。SUI等［17］和ZHANG等［18］團隊分別對42例和31例卵巢型EMs的內膜研究發現，無論是原位內膜還是異位內膜，電鏡下自噬泡數目減少，自噬相關蛋白LC3及Beclin1均較正常子宮內膜組織表達減少，并且Beclin1表達水平與血清CA125及EMs嚴重程度負相關［19］。ZHAN等［20］對30例EMs（其中4例Ⅰ～Ⅱ期盆腔EMs，26例Ⅲ～Ⅳ期卵巢EMs）的內膜進行自噬相關蛋白免疫組化分析，發現Beclin1、LC3表達下降，p62表達增加，且異位內膜的變化較原位內膜更為顯著。另一研究納入25例EMs患者（其中10例Ⅰ～Ⅱ期盆腔EMs，15例Ⅲ～Ⅳ期卵巢EMs）對其自噬調控的機制進行探索發現，EMs原位和異位內膜間質細胞中CXCR4表達增加，細胞培養上清中CXCL12分泌增加，兩者結合可激活NF-κB通路，增加mTOR活性，抑制細胞自噬，促進間質細胞增殖［21］。

然而，近年報道的研究結果呈現相反的結論。ALLAVENA等［22］在13例Ⅲ～Ⅳ期卵巢異位內膜組織中發現，自噬相關蛋白LC3-Ⅱ及多種自噬相關基因（ATG14、Beclin1、ATG7、LC3B）表達明顯高于正常內膜和原位內膜，推測增加的自噬活性可為異位內膜細胞增殖提供物質和能量，促進異位內膜細胞發生種植和浸潤。此外，缺氧在EMs的發生發展中起著重要作用，在10例Ⅲ～Ⅳ期的卵巢異位內膜中，缺氧誘導因子和LC3表達增加，體外缺氧環境培養可誘導內膜細胞自噬水平上調，促進上皮細胞間質轉化［23］和間質細胞的遷移、侵襲［24］，進而促進疾病發展。

在EMs中，自噬調控存在異常，并且與疾病的嚴重程度有關，但是其具體的變化存在爭議。目前的研究中僅以r-AFS的分期來劃分輕度及重度EMs，而僅依據r-AFS分期是否能充分反映疾病的嚴重程度，這些同處于Ⅲ～Ⅳ期的EMs之間的嚴重程度又是否一致可比，是否會導致結果的不一致？這些問題在目前的研究中沒有詳細的交代。因此在后續研究EMs中自噬時，需要增加樣本量，嚴格控制疾病嚴重程度以減少組內樣本差異。

2.2 子宮內膜癌中的子宮內膜自噬作用大量研究發現，自噬與腫瘤的發生發展密切相關，在多種癌癥中自噬相關基因表達異常及突變［25］，而目前子宮內膜癌中自噬的變化及臨床意義存在爭議。賀淑芳等［26］在51例子宮內膜樣腺癌患者（其中病理分級G1期14例，G2～G3期37例；手術分期Ⅰ～Ⅱ期39例，Ⅲ～Ⅳ期12例）癌組織中發現，LC3表達較正常子宮內膜明顯下降，并且其表達強度與病理分級及手術病理分期明顯負相關。該團隊的另一項研究對79例子宮內膜癌（其中子宮內膜樣腺癌71例，漿液性乳頭狀腺癌5例，透明細胞癌3例；G1期26例，G2～G3期53例；Ⅰ～Ⅱ期65例，Ⅲ～Ⅳ期14例）進行Beclin1免疫組化染色，發現癌組織中Beclin1表達減少，并且表達強度與病理分級負相關，但與手術分期及肌層浸潤無明顯相關性。

SIVRIDIS等對360例手術分期均為Ⅰ期子宮內膜癌患者（其中275例子宮內膜樣腺癌，32例漿液性乳頭狀癌，18例透明細胞癌，14例腺鱗癌，21例黏液性癌）進行LC3A免疫組化染色，與賀淑芳的研究中以LC3的染色深淺來評價自噬強弱不一樣，他們重新定義了一種自噬評價指標，將LC3A的表達模式定義為三種：胞質彌散型、近核型和石頭狀結構（SLS）型，并將“SLS”表達模式作為自噬活性的標志。他們研究發現“SLS”僅存在于非典型增生及子宮內膜癌組織中，且G2～G3期子宮內膜樣腺癌、漿液性癌、透明細胞癌及腺鱗癌“SLS”數量顯著高于G1期及黏液性癌。此外，“SLS”數量越多，自噬水平越高，腫瘤病理級別越高，肌層浸潤更深，患者5年生存率越低，預后更差［27］，提示自噬在腫瘤侵襲中的潛在作用。另一項研究納入155例Ⅰ期子宮內膜樣腺癌患者（G1期115例，G2～G3期40例），對內膜癌組織進行Beclin1的免疫組化分析發現，52.2%（81/155）的癌組織中Beclin1低表達，且低Beclin1表達的子宮內膜癌80%處于G1期，肌層浸潤＜50%；而在18.1%（28/155）Beclin1高表達的癌組織中，Beclin1與不良預后有關，如腫瘤高級別、深肌層浸潤和低5年生存率，此外Beclin1與缺氧誘導因子1A表達水平正相關［28］，提示高水平的自噬可以促進腫瘤細胞在缺氧條件下的生存，與不良預后有關。在子宮內膜癌的藥物耐藥研究中發現，自噬可介導紫杉醇、順鉑及靶向藥物等耐藥［29］，而聯合自噬抑制劑［30-31］可重新恢復藥物敏感性，提高臨床療效。

目前研究表明，自噬有助于子宮內膜癌發展，使腫瘤細胞在缺氧等不利條件下生存，而自噬水平的高低可能可以作為腫瘤侵襲程度的潛在指標。部分研究結果的不一致可能與自噬檢測方法及病理類型的不一致有關。未來研究中需要用多種方法從不同角度檢測自噬水平。

2.3 子宮內膜增殖癥中的子宮內膜自噬作用子宮內膜增殖癥是非生理性的、非侵襲性的內膜異常增殖，病理表現為組織中出現腺體增生，腺體大小和形態不規則，腺體和間質比例增加，其病因主要與長期無孕激素拮抗的雌激素刺激有關。研究發現，自噬與他莫昔芬引起的內膜增生有關［32］，他莫昔芬與雌激素在靶細胞競爭性結合雌激素受體，能抑制雌激素受體陽性的乳腺癌細胞增殖，是雌激素受體陽性乳腺癌的常用藥，但其不良作用之一就是引起子宮內膜增生甚至子宮內膜癌。在口服他莫昔芬的患者子宮內膜組織中，p62表達顯著高于正常人。體外實驗表明，他莫昔芬可通過促進NFE2L2酸化激活，進而誘導AN3CA、RL95-2等子宮內膜癌細胞株p62表達 增 加。在AN3CA和RL95-2細胞中，敲低p62表達可以抑制他莫昔芬誘導的細胞增殖［32］。表明在他莫昔芬誘導的子宮內膜增殖癥中，自噬水平下調，促進細胞增生。

2.4 薄型內膜及宮腔粘連中的子宮內膜自噬作用薄型內膜及宮腔粘連是子宮性不孕的重要原因之一。在雙側子宮動脈結扎構建的SD大鼠薄型內膜模型中，自噬相關基因Beclin1、LC3B的表達減少，而自噬激活劑雷帕霉素治療后，內膜Vimentin及Beclin1的表達增加，內膜的厚度有所增加。此外，在IL-1β誘導的體外細胞模型中，原代子宮內膜上皮和間質細胞自噬被抑制，而雷帕霉素處理激活自噬可上調上皮細胞K8和間質細胞Vimentin的表達，改善IL-1β對子宮內膜上皮和間質細胞表型蛋白的抑制。在機械損傷的宮腔粘連小鼠［33-34］和SD大鼠［35］模型中，也存在自噬活性降低，自噬相關蛋白LC3-Ⅱ表達下降，p62表達增加，而羊膜上皮細胞及角化細胞生長因子可以通過上調內膜組織中自噬水平，進而改善受損子宮的宮腔形態和妊娠功能?？傊诒⌒秃蛯m腔粘連的子宮內膜組織中，自噬活性降低，而恢復子宮內膜自噬水平可改善內膜功能，但是其具體調控機制還需要深入的研究。

綜上所述，自噬在正常的月經周期中是動態變化的，在分泌晚期、月經期及絕經后的內膜組織中凋亡增加，自噬水平上調，促進凋亡。在多種內膜相關疾病中，自噬調控發生異常，而通過靶向自噬調控亦可緩解疾病發展。但是目前關于子宮內膜自噬仍有很多問題需要回答。首先，當前大多研究限于間質及上皮細胞，對免疫細胞、子宮內膜干細胞等研究極少。其次，在很多研究中，樣本量較少，自噬的檢測手段不夠全面，局限于部分自噬相關蛋白或RNA水平的檢測不能代表動態變化的自噬水平。盡管如此，確定自噬變化及其作用機制對于了解疾病發展和促進藥物開發仍具有重要意義。