姜黃素在子宮內膜異位癥中的作用及機制研究進展

毛佳婷 余柯達 包 云 柴 娟 鄒立波

（金華市人民醫院生殖醫學中心，浙江金華321000）

目前育齡女性中6%～10%患有子宮內膜異位癥（endometriosis，EMs），25%～50%的不孕女性患有EMs，30%～50%的EMs女性患者不孕[1]。EMs的發病機制目前仍不清楚，可能與細胞增殖、凋亡、炎癥反應及血管生成等有關。EMs的治療主要通過藥物及手術治療，西藥治療具有避孕效果，且有激素相關副作用及費用較高等局限性[2]；手術治療可以去除病灶，緩解患者的臨床癥狀，但術后1年內復發率為10%～15%，5年內復發率為40%～50%[3]。因此尋找安全、有效、副作用少的EMs治療方法仍然是研究的重點。

目前姜黃已被廣泛用作食品添加劑和藥物，姜黃素是一類從姜黃類植物中提取的多酚物質，具有抗炎、抗腫瘤和抗氧化等多方面的藥理作用，且具有安全、副作用較小等特點[4-5]。多項研究表明姜黃素能抑制EMs的發展并逆轉EMs引起的不孕，其作用機制涉及對EMs病理過程的抑制及對卵泡生長的改善。現將姜黃素對EMs的作用及機制的研究進展概述如下。

1 對異位內膜細胞生長增殖的抑制及對凋亡的促進作用

子宮內膜細胞增殖與凋亡的相互協調致子宮內膜周期性增生與脫落，EMs患者的異位子宮內膜細胞增殖與凋亡的失衡可能是EMs發生的重要原因[6]。體內外實驗表明姜黃素可抑制EMs異位子宮內膜間質細胞和上皮細胞的生長增殖并促進細胞的凋亡[7-8]。CAO等[7]的體外研究顯示0、20、50 μmol/L的姜黃素以濃度和時間依賴的方式抑制正常和異位子宮內膜間質細胞的生長，將細胞周期阻滯在G1 期，阻礙細胞進入S期，抑制細胞DNA合成及增殖。50 μmol/L姜黃素可誘導異位子宮內膜間質細胞出現4.7%早期凋亡及28.4%晚期凋亡，而誘導正常子宮內膜間質細胞出現2.8%早期凋亡及21.4%晚期凋亡。BOROUMAND S等[8]的研究結果表明，將姜黃素負載納米纖維腹腔注射EMs小鼠21 d后，可顯著抑制異位病灶中囊腫的生長，抑制異位子宮內膜腺體和間質的生長及炎性細胞浸潤。

姜黃素對細胞凋亡的促進作用主要涉及以下通路的激活[9-10]。王澍弘等[9]將22 例EMs患者的異位內膜離體組織分離為單細胞后培養，給予0、10、50 μmol/L的姜黃素處理，姜黃素以時間、劑量依賴性方式抑制異位子宮內膜細胞生長，并上調半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）的表達而促進細胞凋亡。JANA S等[10]研究顯示姜黃素可抑制EMs小鼠腹腔異位內膜病灶中核因子κB（NF-κB）的核轉錄及基質金屬蛋白酶-3（MMP-3）的活性，抑制EMs的進展，并通過線粒體依賴的方式上調細胞色素-c（cytochrome-c）、caspase-9 促凋亡因子/抑制凋亡因子（Bax/Bal-2）、腫瘤抑制蛋白P53 的表達，促進異位內膜細胞的凋亡。

2 抑制EMs雌激素生成

EMs是一種雌激素依賴性疾病，EMs患者血清、腹膜液及病灶中的雌二醇（E2）濃度增高，E2與雌激素受體（ER）結合，促進異位病灶中血管內皮細胞增殖、血管形成；E2也可提高基質金屬蛋白酶（MMPs）的活性，從而促進內膜細胞的浸潤、遷移等。EMs異位病灶中雌激素的生成是通過環氧化酶（COX-2）—前列腺素E2（PGE2）—芳香化酶（P450arom）—雌二醇（E2）的正反饋形式產生，白細胞介素1β（IL-1β）刺激COX-2合成，使體內E2水平及活性增高[11]。姜黃素則可抑制PGE2、P450arom、COX-2與IL-1β的表達，阻斷E2生成而抑制異位子宮內膜生長[11]。ZHANG Y等[12]的研究也表明30 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內膜間質細胞分泌的E2水平，從而抑制細胞生長。此外，姜黃素可降低EMs大鼠血清E2的表達水平，降低異位內膜組織雌激素受體α（ERα）、增殖細胞核抗原（PCNA）、血管內皮生長因子（VEGF）的表達，從而抑制異位子宮內膜病灶的體積增長及血管生成[13]。

3 發揮抗氧化應激作用

近年來的研究發現EMs患者體內存在著氧化應激反應的異常激活及活性氧（ROS）的顯著增加，而總抗氧化能力減弱即抗氧化酶和抗氧化標志物水平降低，使DNA、蛋白質、脂質產生氧化修飾作用并影響其功能。氧化與抗氧化的失衡導致ROS升高，促進異位內膜組織在異位病灶的生長及黏附，促進EMs的發展及女性不孕[14]。一些研究認為姜黃素對EMs具有一定的抗氧化應激及抗自由基活性的特性[15-16]。KUMAR JANA S[15]的研究結果表明，來曲唑結合姜黃素的納米顆粒的應用可降低EMs小鼠血清中ROS和脂質過氧化物（LPO）水平，且升高總抗氧化能力（TAC）水平，明顯降低血清中MMP-2、MMP-9、VEGF、E2的水平，從而抑制異位子宮內膜樣腺體及微血管的生長，繼而抑制EMs的發展。SWARNAKAR S等[16]的研究結果表明，姜黃素可抑制MMP-9的活性及異位子宮內膜組織中脂質和蛋白質的氧化。

4 抑制EMs相關的炎癥反應

有證據表明炎癥反應與EMs的發生發展密切相關，當EMs患者病灶中出現異位的子宮內膜時，引起巨噬細胞、淋巴細胞、NK細胞等的浸潤，激活相關炎癥信號通路，分泌腫瘤壞死因子α（TNF-α）、IL-1β、IL-6 等各類因子，促進細胞生長增殖、黏附、侵襲、血管生成，并抑制異位子宮內膜細胞的凋亡[17-18]。多項研究表明，姜黃素可以調整上述炎癥細胞的活性及其分泌的各類細胞因子的表達[19]。

EMs患者血液、腹膜液、異位內膜組織中IL-1β、巨噬細胞抑制因子（MIF）的表達升高，IL-1β可通過NF-κB通路促進MIF的產生，姜黃素則可阻斷IL-1β誘導的NF-κB的激活及MIF的表達，從而發揮抗炎作用，抑制血管生成和組織重構[20]。TNF-α、干擾素-γ（INF-γ）可誘導細胞間黏附分子-1（ICAM-1）及血管內皮細胞黏附分子-1（VCAM-1）的表達，后兩者對白細胞黏附于血管內皮及遷移至炎癥部位具有重要的作用，姜黃素則可抑制TNF-α誘導的子宮內膜間質細胞中IL-6、IL-8、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、ICAM-1、VCAM-1的分泌及逆轉抑制蛋白-α（IκB-α）的激活[21]。

姜黃素對EMs炎癥因子表達的影響，也涉及其他信號通路。CHOWDHURY I等[22]的研究表明，姜黃素可通過抑制IκB激酶（IKKα/β）、NF-κB、信號傳導與轉錄激活因子3（STAT3）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）的磷酸化而抑制異位子宮內膜間質細胞中的細胞因子IL-6、IL-8、趨化因子-10（IP-10）、粒細胞集落刺激因子（G-CSF）、MCP-1、受激活調節正常T細胞表達和分泌因子（RANTES）的表達，上調抗炎因子IL-10和IL-12的表達。

5 抑制異位子宮內膜細胞遷移和侵襲

基質金屬蛋白酶（MMPs）與基質金屬蛋白酶抑制物（TIMPs）以一定的比例存在，維持細胞外基質（ECM）的穩定，兩者比例失衡造成ECM的降解而增強子宮內膜組織的侵襲力，促進EMs的發生發展。

研究發現EMs患者異位子宮內膜組織中MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-11的活性較高，而姜黃素可抑制MMP-2、MMP-3、MMP-9及相關分子的表 達[10，16，23-24]。SWARNAKAR S等[16]的研 究 結 果表明，MMP-9的表達與異位子宮內膜組織體積呈正相關，姜黃素則以劑量依賴的方式抑制EMs小鼠體內異位子宮內膜組織中MMP-9的表達與分泌，上調TIMP-1的表達。EMs早期階段的異位子宮內膜組織中也存在MMP-2表達上調，其主要參與了Ⅳ型膠原蛋白的降解、MMP-2的激活及抑制受TIMP-2及膜型基質金屬蛋白酶-1（MT1MMP）調節。JANA S等[24]發現在BABL/C小鼠子宮內膜異位癥誘導的第2～5日出現了proMMP-2的表達增強、TIMP-2表達抑制，第3、5日出現MMP-2的表達增強，而按48 mg/kg姜黃素給藥可抑制異位子宮內膜中MT1MMP、MMP-2的表達，上調TIMP-2的表達及降低MMP-2/TIMP-2的比例，從而抑制EMs的進展。

此外，近期的研究證實EMs異位子宮內膜組織中c-AMP依賴的Cl-和H轉運通道（CFTR）和尿激酶型纖溶酶原激活物受體（uPAR）的mRNA和蛋白質表達水平均顯著增加，兩者可促進細胞遷移，姜黃素或Bay則可抑制CFTR高表達的人子宮內膜Ishikawa細胞中的NF-κB、p65 和uPAR的表達而抑制細胞遷移[25]。

6 抑制異位內膜組織血管生成

異位的內膜組織需要形成新的血管，為細胞生長、增殖、侵襲提供營養物質。血管內皮生長因子（VEGF）是促進異位內膜組織血管形成的最主要的細胞因子[26]。在EMs患者腹腔液及異位病灶中VEGF表達增高，與病灶組織中微血管密度（MVD）升高呈正相關。ZHANG Y等[27]對EMs大鼠胃內給予姜黃素[0 mg/（kg·d）、50 mg/（kg·d）、100 mg/（kg·d）和150 mg/（kg·d）]，進行連續4周的治療，通過組織學和免疫組織化學染色檢查異位子宮內膜MVD及VEGF的表達情況，結果表明姜黃素以劑量依賴的方式抑制MVD及VEGF的表達（P＜0.05）。CAO H等[7]研究表明20 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內膜間質細胞及正常子宮內膜間質細胞中VEGF的表達。以上研究表明姜黃素可通過抑制EMs動物模型病灶血管生成及異位子宮內膜間質細胞中VEGF的表達，阻礙EMs的進展。

7 改善EMs卵泡生長

EMs與不孕的相關機制并未明確，有研究者提出EMs中氧化應激及炎癥因子改變是導致卵泡生長障礙、卵母細胞質量下降而不孕的因素之一。卵泡的生長與發育是一個動態的過程，包括顆粒細胞的增殖分化及卵母細胞的成熟，卵母細胞和顆粒細胞通過旁分泌的方式相互作用，促進生長[28]。生長分化因子-9（GDF-9）是由卵母細胞產生的轉化生長因子β（TGFβ）家族的細胞因子，促進顆粒細胞的生長與分化；顆粒細胞則分泌Kit配體（KitL），與卵母細胞上的干細胞因子受體（c-Kit）結合，KitL/c-Kit的結合激活下游的信號通路，促進卵母細胞的生長[29-30]。HENDARTO H等[29]發現EMs不孕女性卵泡液中GDF-9 的濃度較對照組低，且隨著EMs嚴重程度的增加而降低，因此卵泡液中較低的GDF-9 濃度與EMs卵泡發育異常及排卵障礙密切相關。該研究者在后續的實驗中發現姜黃素可改善EMs患者GDF-9 的表達，其首先取出牛卵巢卵泡中的卵冠丘復合物（COCs），收集EMs不孕婦女腹膜液（PF），然后在PF和組織培養基199（TCM199）中加入姜黃素，制成培養基；將牛COCs培養在TCM199、TCM199+PF和TCM199+PF+姜黃素3 組培養基后，采用免疫組織化學技術檢測COCs中GDF-9、KitL和TNF-α表達。結果表明PF處理組中COCs的GDF-9、KitL表達下降，TNF-α表達升高，而經TCM199+PF+姜黃素處理后，COCs中GDF-9、KitL表達上調，TNF-α表達下調[30]。綜上，姜黃素對EMs引起的不孕可能具有一定的調理作用，但仍需深入的研究以明確其療效。

8 結語

綜上所述，姜黃素可通過以上各機制抑制EMs的發生和發展，因此姜黃素有望用于EMs的治療，改善其相關癥狀及抑制不孕癥的發生。近年來姜黃素對EMs的研究雖然較多，但局限于體外細胞實驗與小鼠的體內實驗，姜黃素運用于EMs的臨床治療實驗較為缺乏，仍需嚴謹的臨床研究，以驗證其療效和安全性。目前研究多關注姜黃素對EMs發生、發展的抑制作用，而關于姜黃素是否能改善EMs不孕相關的卵泡微環境及卵泡生長發育的研究相對較少，因此，姜黃素是否能調節EMs不孕相關卵泡液中的各類炎癥因子、細胞因子的濃度，顆粒細胞中的因子和受體的表達，卵母細胞成熟度等，這其中所涉及的其他分子機制仍有待于進一步研究。此外姜黃素和西醫藥相結合用于EMs及相關性不孕的治療，以減少西醫藥副作用及解決有關EMs易復發的問題，也是未來的研究方向之一。