維甲酸在子宮內膜異位癥中的研究進展

李千千，湯小晗，盧美松

維甲酸（retinoic acid，RA）又稱視黃酸，是維生素A 的生理活性代謝產物，在細胞生長、分化和器官發生過程中發揮重要作用[1]。盡管子宮內膜的生長發育與生理功能主要由類固醇激素（雌激素和孕酮）調節，但越來越多的證據表明，RA 也參與子宮內膜的發育和維持、基質蛻膜化及胚泡著床等生理過程[2]。子宮內膜異位癥（endometriosis，EMs）是一種非惡性但具有潛在侵襲性的婦科雌激素依賴性疾病，影響全世界約1.9 億（大約10%）育齡期女性，其中約50%的患者一直在接受治療或者忍受著盆腔疼痛，嚴重影響女性的身體健康和生活質量[3]。EMs 的發病機制一直存在爭議，研究顯示RA 代謝異常與EMs的發生、發展密切相關[4-7]。現重點闡述RA 在EMs 中的代謝異常及RA 信號缺陷在EMs 發病機制中的作用，并探討RA 治療EMs 的可能性，以期加深對EMs的了解并為臨床治療提供新思路。

1 RA 概述

維生素對人體生長發育至關重要，而維生素A無法由人體直接合成，需要從食物中攝取。因此RA由食物中攝入的脂溶性維生素A（即視黃醇）代謝產生，吸收進入血液循環中的視黃醇首先被視黃醇結合蛋白4（retinol binding protein 4，RBP4）結合運輸至周圍組織，再經膜受體維甲酸誘導蛋白6（stimulated by retinoic acid 6，STRA6）運到靶細胞的細胞質內與細胞視黃醇結合蛋白1/2（cellular retinol-binding proteins 1/2，CRBP1/2）結合，并發生2 次連續的脫氫反應[8]。首先，視黃醇通過醇脫氫酶（alcohol dehydrogenases，ADHs）或視黃醇脫氫酶（retinol dehydrogenases，RDHs）催化的可逆反應生成視黃醛；然后，醛脫氫酶（aldehyde dehydrogenases，ALDHs）將視黃醛不可逆地轉化為RA。

生成的RA 可以被細胞內的細胞色素P450 家族26 酶（cytochrome P450 family 26，CYP26）降解[9]，或者通過維甲酸受體（RA receptors，RARs）、維甲酸X 受體（retinoid X receptors，RXRs）和過氧化物酶體增殖物激活受體β/δ（peroxisome proliferator-activated receptor β/δ，PPARβ/δ）發揮轉錄調節作用[10]。核受體RAR 或PPAR 與RXR 形成異源二聚體復合物，再與特定靶基因調控區域中的RA 反應元件（RA response elements，RAREs）或過氧化物酶體增殖物反應元件（peroxisome proliferator response elements，PPREs）結合，并募集轉錄共激活因子或共抑制因子，以調節靶基因轉錄[10]。脂肪酸結合蛋白5（fatty acid-binding protein 5，FABP5）和細胞維甲酸結合蛋白2（cellular RA-binding protein 2，CRABP2）可以將RA 運輸到細胞核，與PPARβ/δ-RXR 和RAR-RXR二聚體復合物結合，分別發揮促進細胞生長和促細胞凋亡的作用[11]。此外，除了經典的核受體信號傳導外，RA 還可通過核外RAR 刺激激酶磷酸化影響基因轉錄[1]。

2 EMs 中的RA 異常代謝

眾多研究表明，在EMs 患者異位子宮內膜組織中RA 呈異常低水平。Pavone 等[7]發現在EMs 異位內膜組織和間質細胞中與RA 生成相關的主要基因STRA6、CRBP1、ALDH1A2、CRABP2 和FABP5 的mRNA 表達顯著降低；與RA 降解有關的基因CYP26B1的mRNA 水平升高；核提取物顯示RARα、RXRα 和PPARβ/δ 在EMs 異位內膜組織和間質細胞中均表達不足。隨后，Pierzchalski 等[12]對42 例EMs 患者在位與異位內膜標本的RA 水平進行檢測，發現與正常在位內膜相比，異位子宮內膜植入物的RA 生物合成減少；動物實驗進一步驗證異位子宮內膜植入物中RA 生物合成缺陷與CRBP1 表達減少有關，即CRBP1 減少引起RA 合成受損，使子宮內膜細胞能夠在異位植入和生長。

值得一提的是，CRBP1 表達減少是RA 生物合成受損的重要原因，因為CRBP1 是一種視黃醇結合蛋白，是ADHs 的首選底物，也是RA 生物合成的限速步驟。因此，CRBP1 減少導致視黃醇向視黃醛的代謝效率顯著降低，視黃醛氧化生成RA 減少。除了EMs，研究發現CRBP1 也在子宮內膜癌和胃腸癌等惡性疾病中異常低表達[13-14]。因此推測，CRBP1 基因在EMs 異位內膜間質細胞中的表達缺陷導致RA 生物合成異常，并可能在EMs 的發生和（或）進展中發揮作用。此外，CRABP2 表達由孕酮誘導，EMs 的孕酮抵抗顯著降低異位內膜間質細胞中CRABP2 的表達[15]，盡管目前尚不清楚CRABP2 的缺失是否先于CRBP1 的減少，但這可能對CRBP1 持續性表達減少具有重要影響，因為在RA 敏感的乳腺癌細胞和RA耐藥的乳腺癌細胞中，CRABP2 基因敲除后CRBP1表達水平受到抑制[16]。

3 RA 信號缺陷促進EMs 發生、發展

RA 在胚胎發育、生殖、視覺、免疫細胞發育和各種神經功能中具有重要的生理作用，調控細胞生長、分化、凋亡和免疫等多種生物學過程[17-18]。EMs 中許多看似沒有聯系的特征，包括細胞死亡減少、生長和遷移增加、炎癥以及腹腔內種植的子宮內膜細胞侵襲性增強[3]，可能是RA 代謝異常所致。因此，了解RA 在EMs 發生、發展中的作用，對于開發潛在的治療或預防EMs 的藥物至關重要。

3.1 RA 信號缺陷導致內膜局部高雌激素高雌激素在EMs 的形成和維持中起著關鍵作用，而17β-羥基類固醇脫氫酶2型（17β -hydroxysteroid dehydrogenase type 2，HSD17β2）可以催化雌二醇轉化為生物學效力低的雌酮，在正常子宮內膜的局部雌二醇失活中發揮關鍵作用[19]。正常情況下，孕酮通過孕酮受體誘導子宮內膜間質細胞產生RA，然后作用于子宮內膜上皮細胞誘導HSD17β2 表達[20]。但EMs 患者由于RA 信號缺陷，異位子宮內膜上皮細胞中HSD17β2 的表達水平比正常在位內膜低[21]，因此造成了EMs 患者異位子宮內膜的局部高雌激素水平。

Pavone 等[22]研究發現將Ishikawa 上皮細胞與人血清RBP4 孵育48 h，HSD17β2 的表達呈劑量依賴性增加，而在血清中RBP4 常與視黃醇結合形成視黃醇-RBP4 復合物，故推測研究中使用的人血清RBP4 可能含有大量視黃醇-RBP4 復合物，HSD17β2表達增加可能是由視黃醇-RBP4 復合物中的視黃醇引起的。Cheng 等[20]研究證實RA 以劑量和時間依賴性方式誘導子宮內膜細胞中HSD17β2 mRNA 表達；子宮內膜細胞中HSD17β2 基因表達受轉錄因子SP1（specificity protein 1）和SP3 的調控，RA 刺激RARα/RXRα 與SP1 和SP3 相互作用從而誘導HSD17β2生成。Yamagata 等[4]使用全反式RA 處理EMs 患者異位子宮內膜間質細胞，發現HSD17β2 mRNA 表達降低，雌酮生成減少。如前所述，RA 在EMs 異位內膜組織中代謝異常，這為EMs 中HSD17β2 表達不足和局部高雌二醇水平提供了合理的解釋。

3.2 RA 信號缺陷抑制凋亡與自噬、促進增殖與侵襲RA 通過CRABP2-RAR 途徑的轉錄激活可觸發細胞周期阻滯和細胞凋亡，或者通過FABP5-PPARβ/δ 途徑的轉錄激活觸發細胞增殖[11]，由于EMs 的孕酮抵抗導致CRABP2/FABP5 比值降低，高水平的FABP5 可促進RA 與PPARβ/δ 結合[15]，因此CRABP2/FABP5 比值降低造成的RA 信號缺陷可導致異位子宮內膜細胞逃避凋亡并有助于異位細胞的存活。此外，Lu 等[23]研究表明，與正常子宮內膜相比，EMs 患者子宮內膜組織中自噬標志物Beclin1 表達減少，而補充了外源性RA 的原代培養的子宮內膜間質細胞可通過上調Beclin1 增強自噬，因此RA 信號缺陷與Beclin1 表達減少、自噬減弱有關，而自噬減弱可促進EMs 間質細胞增殖。連接蛋白（connexins，CXs）作為重要的腫瘤抑制因子已被廣泛研究，CXs 的表達減少及磷酸化與腫瘤生長、侵襲和轉移等密切相關[24]。研究表明，RA 可刺激子宮內膜間質細胞中的CX43 表達上調并誘導CX43 去磷酸化[25]，因此RA 信號缺陷可能在EMs 異位子宮內膜間質細胞的增殖、分化與侵襲、轉移過程中發揮重要作用。

3.3 RA 信號缺陷發揮促炎與免疫調節作用與健康女性的子宮內膜相比，EMs 患者的在位內膜更具有黏附、增殖、血管生成和侵襲的傾向，這使得該內膜組織能夠在異位存活并進一步引起炎癥；免疫失調也為EMs 的發生、發展創造了有利的免疫環境，如EMs 患者子宮內膜局部自然殺傷細胞活性受損、腹腔液中的巨噬細胞吞噬能力下降等[3]。眾多研究表明RA 具有抗炎作用，RA 信號缺陷與EMs 中炎癥的產生密切相關[6]。免疫系統也受RA 的廣泛影響，不僅對初級和次級淋巴組織的發育有重要作用，而且對各種免疫細胞的功能分化及免疫耐受也有重要作用[18]。

Wieser 等[26]研究發現EMs 模型小鼠接受外源性RA 治療后可抑制小鼠異位子宮內膜植入物的發育，顯著減小小鼠異位子宮內膜病灶體積，同時降低腹腔促炎因子白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）和單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）水平，增加巨噬細胞分化。據報道轉化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）在EMs 的發生和發展中發揮一定的作用，TGF-β1 可阻止細胞在轉運到腹膜腔的過程中凋亡[27]。研究發現，RA 可抑制子宮內膜間質細胞等多種細胞中的TGFβ1 信號通路[28]。由此可以推測RA 可能通過抑制TGF-β1 信號通路抑制EMs 子宮內膜的異位植入，但還需要進一步的研究證實這一結論。

4 RA 治療EMs 的潛力

在過去的幾十年中，RA 作為一種有前景的預防和治療癌癥的藥物引起了極大的關注，并且已經在急性早幼粒細胞白血病中進行了臨床試驗[29]。由于RA 代謝異常可以促進EMs 的發生、發展，因此RA及其衍生物成為了備受關注的EMs 治療藥物。Ozer等[30]在評價貝伐珠單抗、索拉非尼和RA 對EMs 大鼠模型的治療效果時發現，RA 是減小大鼠異位子宮內膜病灶體積最有效的藥物，并且觀察到RA 治療組大鼠的卵巢儲備功能顯著提高。Pavone 等[31]的研究結果與Ozer 等[30]一致，研究顯示人工合成的RA類似物芬維甲酸（Fenretinide）可顯著減小EMs 小鼠模型異位子宮內膜病灶體積；并且使用芬維甲酸處理原代培養的人子宮內膜間質細胞，結果顯示芬維甲酸能顯著降低細胞總數和存活率，促進凋亡抑制增殖。

RA 治療過程中發生的嚴重不良反應同樣不容忽視，如皮膚病、橫紋肌溶解以及致畸性，如何平衡臨床療效和不良反應尚有待解決[32]。此外，因為對腹膜子宮內膜異位癥結節、卵巢子宮內膜異位囊腫和深部浸潤型子宮內膜異位癥結節的來源存在爭議[3]，RA 在治療這3 種病變類型方面可能有不同的療效，因此了解RA 是否對不同病變類型的結節有不同的作用機制與療效是非常有意義的。

5 結語與展望

EMs 患病率高且診治困難，嚴重影響患者生活質量，因此迫切需要輔助EMs 診斷的生物標志物以及改善EMs 癥狀的新療法。子宮內膜RA 代謝異常，可能通過提高局部內膜雌激素水平、抑制凋亡與自噬、促炎與異常免疫調節等方式參與EMs 的發生和發展，并有望成為治療EMs 的新靶點。盡管當前由于RA 的毒性和致畸性，使得其治療EMs 的臨床應用受限，但隨著EMs 發病機制研究的深入以及生物技術的進步，RA 有望在EMs 預防、診療、預后等方面發揮不可替代的作用。