TGF-β1 和CTGF 與輸卵管炎性阻塞性不孕輸卵管纖維化相關性的研究進展

張 宇 薛勤梅

1.山西省中醫藥研究院，山西太原 030012；2.山西省中醫院婦科，山西太原 030012

不孕癥是本世紀威脅人類健康的三大疾病之一，其中輸卵管炎性阻塞性不孕（SOI）占30%～50%，是女性不孕的一個重要原因[1]。SOI 是指由急、慢性炎癥引起輸卵管不同程度粘連、梗阻，致其拾卵、受精、運輸受精卵等功能受影響而引發不孕。近年來醫療技術取得一定的進展，但由于本病易復發且難逆轉的特點，因而應更注重疾病的早期預防和治療。研究表明，轉化生長因子-β1（TGF-β1）與結締組織生長因子（CTGF）在輸卵管炎癥和纖維化的過程中扮演關鍵角色，若能有效控制其表達，將會一定程度地改善炎癥所致的輸卵管纖維化結局，降低SOI 的發病率[2]。本文對TGF-β1、CTGF 與SOI 及輸卵管纖維化的關聯性作一綜述，為疾病的預防和診斷治療提供有力參考。

1 SOI 與輸卵管纖維化的關系

1.1 炎癥反應與器官纖維化的關系

炎癥反應與器官纖維化之間有緊密的聯系，纖維化的每個過程均可見炎癥因子的作用[3]，且細胞外基質（extracellular matrix，ECM）的積累是纖維化的關鍵。在纖維化的過程中，有害刺激使機體內大量炎細胞浸潤，炎癥因子的聚集刺激纖維化因子表達，加強成纖維細胞的增殖和活性，促使ECM 大量堆積或抑制降解，導致纖維組織增加，發展為器官結構改變和功能損傷[4]。多項研究顯示，免疫細胞在炎癥修復過程中產生促纖維化和促炎性細胞因子，纖維化在初期是可以逆轉的，但反復、持續或劇烈的組織損傷，使正常組織過度修復，發展為不可逆轉的纖維化，最終導致器官功能的喪失和結構的改變[3]。此外，先前的研究證明，早期阻斷或及時控制炎癥的發展可有效抑制纖維化的形成[5]。

1.2 慢性炎癥與SOI 的關系

SOI 可以由下生殖道炎癥、闌尾炎、盆腔炎、輸卵管結核或手術感染等病原菌侵襲輸卵管，引發炎癥損傷發展而來。慢性炎癥遷延反復，不斷釋放炎性因子，持續刺激輸卵管組織出現水腫、充血，黏膜和纖毛損傷，傘端粘連閉鎖，或與盆腔周圍組織粘連，最后隨著瘢痕、輸卵管纖維化組織的形成，出現管腔狹窄、僵硬或梗阻，失去正常的解剖結構和生理功能，使受精過程及受精卵的運送受阻，從而導致婦女不能受孕。有學者認為輸卵管炎癥屬于“纖維化”的范圍[6]，其急性期的病理基礎為黏膜層炎癥改變，慢性期為輸卵管纖維化[7]。因而，纖維化作為SOI 的病理基礎和慢性炎癥發展的終末階段，具有重要的探究意義。

2 TGF-β1 與輸卵管纖維化的關系

2.1 TGF-β 概述

TGF-超家族（TGF-β1、2、3）在哺乳動物的多個器官系統中均見表達，具有多樣的生物學效應，TGFβ1、2 對器官纖維化有促進功能，TGF-β3 則相反。TGF-β1 是現階段認為活性最強的促纖維化因子，主要參與組織修復、基質形成、細胞生長分化、炎癥反應和免疫應答等過程，在炎癥和纖維化中起關鍵作用[8]。

2.2 TGF-β1 在炎癥及纖維化中的作用

損傷及炎癥發生時，炎細胞的刺激使TGF-β1 的表達增強，TGF-β1 與細胞膜表面的受體TβR-Ⅱ、TβR-Ⅰ先后結合，以激活多條信號通路[9]（其中以TGF-β1/Smads 信號通路作用最為明顯），再誘導Smad2、3蛋白磷酸化，后與Smad4 形成蛋白質復合物，跨越核膜傳遞信號至細胞核，調節基質蛋白等目的基因的轉錄，以促進間質細胞收縮從而愈合創傷[10]。生理環境中，ECM 的合成、降解是動態平衡的，但在創傷或炎癥遷延反復、不能及時停止的情況下，TGF-β1 保持高表達，持續促進ECM 合成。TGF-β1 還可以通過促進纖溶酶原激活物抑制因子、金屬蛋白酶抑制因子的合成來抑制纖溶酶原激活因子和基質金屬蛋白酶的表達及活性，從而削弱這二者對ECM 的分解作用，間接促成ECM 的積累，導致正常器官組織逐漸被纖維組織取代。此外，TGF-β1 不僅促進成纖維細胞增殖，還可以使其在重塑期大量轉化為分泌胞外基質的肌成纖維細胞[11]。同時，TGF-β1 促使成纖維細胞合成TGF-β1，這也推進了纖維化的發展或加重纖維化的程度。

2.3 TGF-β1 在輸卵管纖維化中的研究

早先的研究觀察到皮下注射TGF-β1 后ECM 的沉積增多[12]，用TGF-β 治療創傷可以有效促進傷口閉合及瘢痕形成[13]，均表明TGF-β 對促進ECM 沉積的必要性。另外有實驗描述，阻斷TGF-β 與其抗體結合可減少膠原蛋白沉積并促進傷口愈合[5]，從反面證實了這一理論。研究者用免疫組化半定量法測得SOI患者輸卵管中TGF-β1 的表達顯著高于正常組，這說明SOI 的發生可能與TGF-β1 的過度表達有關，今后應關注SOI 患者TGF-β1 的表達[14]。另外研究發現，輸卵管傘端粘連部位TGF-β1、TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ的表達明顯高于未粘連組，說明由傘端粘連所致的不孕癥與TGF-β1 及受體的異常表達有顯著的關聯性，但其表達水平與阻塞、粘連的程度無明顯相關性[15]。然而另一項實驗[16]發現，宮腔粘連患者子宮內膜中TGFβ1 的表達越高，其內膜的粘連現象表現得越嚴重，這兩項實驗關于TGF-β1 表達水平與組織黏連程度的相關關系的結論顯然是不同的，因此還待進一步的研究探討。國內學者用道地通管湯對SOI 大鼠模型分組治療，發現通過活血通經中藥升高輸卵管組織中Smad7 的表達，降低Smad2、Smad3、TGF-β1 表達的組別，其炎癥也在一定程度上被抑制，輸卵管的修復得以改善，推論其療效可能與抑制TGF-β1 信號通路有關[17]。

3 CTGF 與輸卵管纖維化的關系

3.1 CTGF 概述

CTGF 屬于即刻早期基因CCNs（Cyr61、CTGF 和NOV）家族，最初發現于結締組織再生及傷口愈合相關的內皮細胞和成纖維細胞中[18]，主要由內皮細胞、成纖維細胞、平滑肌細胞等分泌[19]，廣泛存在于皮膚、平滑肌、前列腺、腎臟、子宮內膜等器官中[20-21]。CCNs除在腫瘤和纖維化等疾病中高表達，也有控制細胞增殖、分化等作用[22]。CTGF 是幫助TGF-β1 實現促纖維化效應的重要細胞因子，且作為TGF-β1 的下游反應介質，表現出與TGF-β1 類似的生物學功能，例如：CTGF 促進成纖維細胞合成、使其向肌成纖維細胞分化[23]；在炎癥、創傷愈合階段中起調節作用；促進特定細胞的膠原合成、促進ECM 合成并抑制其降解。與CTGF 相互作用的生長因子主要包括胰島素樣生長因子1、TGF-β1、血管內皮生長因子等，但目前認為CTGF 沒有特有的受體，而是通過其高親和力與其他因子作用來傳遞信號。

3.2 CTGF 在輸卵管纖維化中的研究

CTGF 的表達和器官纖維化水平是協同增長的。通過抑制CTGF 來減弱其對糖尿病腎病中BMP-7 信號通路的抑制作用，保證了BMP-7 抑制TGF-β1 的促纖維化作用。CTGF 的單克隆抗體FG-3019 已被證實可以改善糖尿病并發癥大鼠模型的心功能并逆轉血管僵硬。在大量膠原蛋白沉積的情況下，通過siRNA抑制CTGF，可以減弱或逆轉四氯化碳誘導的肝纖維化。國內學者發現，通管方可以抑制SOI 模型大鼠輸卵管中TGF-β1、CTGF 的表達，從而改善炎癥癥狀、減少膠原蛋白合成和ECM 的沉積[2]，為未來SOI 的治療提供了新策略。來自其他器官的實驗表明[24-25]，CTGF 可以促進纖維化進程，抑制CTGF 可以使器官恢復正常的傷口愈合反應和正常的結構及功能。因此，抑制CTGF的表達可能對抗纖維化和組織重塑起調控作用。

4 CTGF 與TGF-β1 的關系

4.1 CTGF 與TGF-β1 的相互作用

CTGF 是TGF-β1 的下游反應元件，二者共同調節SOI 的發生發展。TGF-β1 可以增強單核細胞和中性粒細胞等分泌合成CTGF 的能力而刺激ECM 的產生，同時，CTGF 也可以誘導TGF-β1 的表達，提升低濃度TGF-β1 與TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ的結合力，使TGF-β1促ECM 沉積的作用增強。Lipson 等[26]發現CTGF 的表達對于成纖維細胞增殖是必不可少的，抑制CTGF 則會阻止TGF-β1 誘導的纖維化進程，說明TGF-β1 無法獨立促進纖維化進程，只有在CTGF 的介導下才可以發揮促纖維化作用。

4.2 CTGF 與TGF-β1 在纖維化中的研究

研究顯示，傷口部位的TGF-β1 表達于第3 日達峰值，CTGF 于第6～9 日達峰值，且持續至活性基質合成期[27]，說明TGF-β1 的表達峰值在纖維化早期，而CTGF 的峰值出現較晚，但對纖維化的影響更為持續。實驗表明，TGF-β1 和CTGF 的表達水平與子宮內膜粘連、纖維化有關，粘連組的TGF-β1 和CTGF 的表達比無粘連組高，通過藥物改善纖維化癥狀的組別，其CTGF 和TGF-β1 的含量也隨之降低[28]。因此，TGFβ1 和CTGF 二者協同作用，成為組織纖維化中的重要環節。

諸多盆腔或下生殖道炎性疾病均可以引起輸卵管炎性阻塞性不孕，基于本病的主要病理基礎為輸卵管纖維化，因此有效的控制輸卵管纖維化，將在較大程度上成為降低SOI 的關鍵。TGF-β1 與CTGF 是兩種主要的促纖維化因子，參與輸卵管纖維化發生發展的全程，若能有效地下調TGF-β1 和CTGF 的表達，將會控制成纖維細胞的過度增殖且減少ECM 的病理性沉積，進而有效地改善輸卵管纖維化。因而，將TGF-β1 與CTGF 作為阻止輸卵管纖維化的有效作用靶點，將對治療SOI 有重要的意義。