子宮內膜異位癥相關通路及中醫藥干預研究進展

趙佳琪,劉凱莉,李昱帥,叢慧芳

(1.黑龍江中醫藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040;2黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院,黑龍江 哈爾濱 150001)

具有生長功能的子宮內膜組織出現在子宮腔被覆黏膜以外的其他部位時,稱為子宮內膜異位癥(Endometriosis,EMs)[1],異位的內膜組織可以侵犯全身任何部位,其中以卵巢、宮底韌帶、子宮直腸陷凹最為常見。內異癥可引起慢性盆腔痛和痛經,甚則發展成不孕癥,嚴重影響患者的生活質量[2]。目前,有流行病學研究表示育齡期婦女是本病的高發人群,患病率高達10%～15%,這嚴重影響了婦女的身心健康[3]。近年來,隨著分子生物學和病理生理學的不斷進展,發現EMs的發病機制與異位內膜細胞的抗凋亡能力增強以及脫落的活性細胞種植于盆腹腔組織密切相關[4],此外,細胞外的基質結構的重建為異位內膜提供了氧和營養物質,促進異位病灶新血管的形成,從而導致疾病的發生。國內外研究表明[5-8],EMs中存在多種細胞信號傳導通路的異常,目前發現轉化生長因子β(TGF-β)/Smad、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Notch、Wnt蛋白/β-蛋白(Wnt/β-catenin)、磷脂酰基酶-3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)等信號通路與EMs的發生、發展密切相關。現就上述5條信號通路對本病的發病機制及中醫藥治療進行綜述,為EMs的中西醫結合治療提供理論依據。

1 TGF-β/Smad信號通路

TGF-β是多效性蛋白超家族的成員,可以調節多種細胞的遷移、黏附、凋亡、血管生成等,并且促進胚胎發育、參與人體的生長、發育并維持內環境的相對穩態。多種因素的刺激下使得TGF-β/Smad信號通路異常活躍,激活后的通路常常引起細胞異常增殖、分化以及細胞結構的改變,從而導致疾病的發生[9]。TGF-β/Smad主導的信號通路有兩條:經典通路(依賴Smad信號途徑)與非經典通路(非Smad信號途徑),其中不同的Smad蛋白介導相應的TGF-β的信號傳導。該通路的激活常見于子宮內膜異位癥、多囊卵巢綜合征(PCOS)、宮腔粘連(IUA)、宮頸癌等多種婦科疾病[10],因此該信號通路及下游因子在婦科疾病中的作用受到越來越多的關注。

TGF-β在內異癥的發展過程中發揮著雙向調節的作用[11-12]。在疾病發生的早期,TGF-β可以抑制上皮細胞的增殖、延緩細胞凋亡,對異位內膜起著抑制生長的作用;但隨著疾病的發展,它又可以促進異位內膜細胞轉移、激發干細胞潛能,此時它成為促進異位內膜的生長因子,使得子宮內膜上皮間質轉化(EMT)引發腫瘤的遷移。且亦有多項國內外研究顯示[13-15],EMS患者異位內膜的存在可以激活TGF-β/Samd信號通路,若干預抑制相關TGF-β、Samd等表達,則可明顯改善EMS患者癥狀,抑制疾病的發展。

邵雨萍[16]自擬中藥湯劑溫陽化瘀消癥湯治療內異癥,發現患者痛經水平有效緩解,細胞因子中的TGF-β及白細胞介素-17(IL-17)水平明顯降低,其子宮雙側搏動指數PI、阻力指數RI的改變亦提示此時血液循環的改善,經中藥治療后患者盆腔微環境得到明顯改善。李田田等[17]對內異癥盆腔粘連模型大鼠使用中藥活血消異方灌胃,以活血化瘀,散結消癥之丹參、赤芍、莪術為主,另配柴胡以疏肝理氣,使得氣血調暢,達到調氣而破血的作用,灌胃后大鼠的免疫組化及PCR均有明顯改變,其相關的特異性Smad蛋白的mRNA及蛋白表達水平皆顯著下調,同時又間接使抑制型Smad蛋白的相關表達水平升高,且發現中藥干預的越早,盆腔粘連評分越低,療效越顯著。李二云[18]對小鼠灌胃內異痛經靈湯劑治療內異癥,全方通補并重,既補氣活血又行氣散結,治療后小鼠的異位病灶體積改善縮小,且在TGF-β/Smad信號通路的作用下,中藥高劑量組有相當的療效,說明服用中藥的療效與劑量亦相關。

2 MAPK信號通路

絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)是一組絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶,也是真核細胞介導從細胞表面傳導到細胞核內部的重要信號傳遞者,參與細胞增殖、分化、凋亡、應激、炎癥、功能同步化、轉化等過程[19]。其中在哺乳動物的細胞中已經鑒定了12種MAPK激酶激酶(MKKK)、7種MAPK激酶(MKK)和12種MAPK,分析顯示他們隸屬于不同的亞族[20]。不同的MAPK亞族被激活后可發出不同信號引起不同的特異性反應,調節其下游多種特定因子的表達,如細胞外信號調節激酶(ERK)介入細胞的增殖、分化;c-Jun氨基末端激酶(JNK)參與細胞的應激反應;p38可以介導細胞的炎癥、凋亡等。

MAPK信號通路的激活可使細胞過度增殖,這提示著MAPK在細胞惡性轉化過程中起著推動作用,且MAPK激酶活性失衡亦導致細胞凋亡活性抑制,即引起機體組織、細胞因子的惡性改變。MAPK信號通路在EMs的子宮內膜侵襲、種植過程中往往起到關鍵作用,其中p38 MAPK在內異癥中炎性反應、雌激素效應及EMT過程之間具有特殊調節作用[21],且EMs患者的內膜組織較于正常人的內膜組織,其(p)p38 MAPK的表達明顯增高,進而促進IL-1β、IL-6、IL-8、VEGF、TNF-α、MMP-9等炎性細胞因子釋放的增加,進而加重了內異癥盆腔環境的炎性狀態[22]。

何玨等[23]使用清熱化瘀湯治療子宮內膜異位癥,觀察其對MAPK/ERK通路通路的影響,治療后發現患者的中醫證候積分降低、盆腔包塊直徑指數降低、子宮動脈血流PI、RI和S/D水平降低,血清VEGF水平降低,提示中藥可以調節子宮收縮,改善血流循環,緩解患者癥狀。丑丹等[24]對EMs Wistar大鼠灌胃溫經止痛合劑,觀察MAPK通路相關因子ERK1、JNK的表達影響,通過相關檢查、檢驗后發現,EMs的發生、發展與MAPK信號通路有關,合劑可以抑制MAPK信號通路相關因子的表達,抑制異位內膜的黏附、侵襲。

3 Notch信號通路

Notch信號通路是多種生物中存在的一個高度保守的信號傳導系統,主要由Notch、Notch配體(DSL蛋白)和CSL(一類DNA結合蛋白)等組成。Notch蛋白橫跨細胞膜,Notch受體通常是通過細胞間直接接觸觸發,其跨膜蛋白形成結合notch受體的配體,配體蛋白與細胞外結構域結合,進入細胞核修飾基因表達。它在細胞間的通訊傳導中發揮重要作用,參與胚胎和成人期多細胞分化過程。

血管生成對EMs患者異位內膜的植入和生長至關重要,其中Notch通路與其密切相關,激活此通路可以使血管內生長因子在EMs患者的腹膜和異位病灶上表達上調[25]。González等[26]的研究亦證明Notch信號通路在內異癥纖維化過程中起著重要作用,EMs患者的α-SMA和Co1-1等纖維化標記物的高表達往往是Notch通路的過度激活引起,過度激活后會促進異位病灶纖維化。另發現Notch通路同樣參與調節上皮間質轉化(EMT),且EMT對EMs的形成和發展展至關重要,不僅可以增加細胞遷移和侵襲特性,并能提高細胞對凋亡的抵抗力[27]。張成玲[28]課題組研制的復方內異消,既能抑制異位組織生長,又能抑制子宮內膜細胞增殖,其機制是調控Notch通路,上調子宮內膜中Notch信號通路的相關因子的表達,降低Ki67、PCNA有關表達,抑制EMs的發生發展。付文君等[29]考察益胃湯對自體移植EMs大鼠異位內膜Notch1的表達,通過Western blot法檢測Notch1蛋白的表達,益胃湯組使Notch1蛋白表達量相對降低,且高劑量組顯著抑制Notch1蛋白表達,EMs模型大鼠異位內膜體積經益胃湯干預后可顯著縮小,提示服藥后可抑制異位內膜生長且促進子宮內膜的血管生成,改善內異癥癥狀。

4 Wnt/β-catenin信號通路

Wnt是遺傳學領域的首字母縮寫,代表“Wingless/Integrated”,β-catenin即β-連環蛋白。Wnt/β-catenin是一種調控細胞內基因轉錄的信號通路,并能在發育過程中決定細胞的分化命運,Wnt蛋白與β-catenin蛋白是該通路分子作用機制下重要的蛋白[30]。該通路不僅見于胚胎發育和癌癥,還見于成年動物的正常生理過程。Wnt/β-catenin信號通路常見于各種細胞中,與細胞的增殖、分化作用密切相關[31],其信號傳導通路的異常與多種疾病有關,如骨質疏松、各種退行性疾病甚至腫瘤[32]。

Wnt/β-catenin信號通路在腫瘤的發生、轉移和侵襲等過程中起著重要的作用,而內異癥與腫瘤有著相似的生物學特性。不僅在鼠類,Wnt/β-catenin信號通路已被認為是人類子宮發育、著床以及早期滋養細胞發育的基本信號通路[33]。更有研究發現,Wnt信號通路是調控子宮內膜細胞生長和增殖的關鍵途徑,與EMs的發生發展密切相關[34]。子宮內膜碎片發展到EMs必然經歷黏附-侵襲-血管生成的“3A模式”,其中血管生成是EMs發展的最為關鍵的一步,血管內皮生長因子(VEGF),血管內皮生長因子受體(VEGFR)等血管生成因子與Wnt/β-catenin通路密切相關。Cheng等[35]研究發現Wnt通路可誘導異位組織血管的形成,通路下的β-catenin蛋白過度激活將導致Wnt通路開啟,進而抵抗細胞凋亡和加速異位組織增殖。

韋佳慧[36]認為侵襲轉移是EMs發生的重要步驟,又上皮間質轉化與侵襲轉移密切相關,而 Wnt 通路能促進上皮間質轉化,故而觀察Wnt通路下內異消抑制異體移植子宮內膜異位癥的作用機制,發現大鼠灌胃內異消可以顯著減小異位病灶的體積,并改善異位組織結構的病理變化,且可影響Wnt通路下相關基因mRNA、蛋白的表達。曹軍民[37]基于Wnt/β-catenin通路探討少腹逐瘀湯對EMs大鼠的干預作用,發現隨著藥液濃度的增加可以更加降低Wnt/β-catenin信號通路的敏感性,避免Wnt/β-catenin信號通路的過度激活,減輕EMT大鼠炎癥反應,緩解疼痛。中醫藥以在位或異位內膜細胞及Wnt信號通路為治療靶點,從源頭上遏制在位內膜細胞的增殖分化,促進其凋亡,對EMs的治療有著重要意義。

5 PI3K/Akt信號通路

PI3K是由調節亞基p85和催化亞基p110構成二聚體,磷酸化后可以激活或抑制下游相關蛋白Bad、Caspase-9活性,從而調節細胞的增殖、分化、凋亡以及遷移。AKT是一類AGC家族的絲氨酸/蘇氨酸激酶,AKT作為一種原癌基因,在多種細胞過程中發揮關鍵作用,如葡萄糖代謝,細胞凋亡、增殖、轉錄和遷移。PI3K/Akt是細胞中經典的信號通路,不僅與磷脂酰肌醇有關,還是RTK介導衍生的重要信號通路,在細胞生存當中發揮著重要作用。PI3K/Akt信號通路始于RTK和細胞因子受體的活化[38],PI3K/Akt信號通路失調見于多種人類疾病,包括癌癥、糖尿病、內分泌疾病和婦科疾病[39]。

子宮內膜的遷移、侵襲、黏附、增殖和血管生成是內異癥發生發展的關鍵步驟,PI3K/Akt信號通路證明參與調控子宮內膜細胞增殖、凋亡、血管形成等眾多生物過程,當炎癥反復刺激下導致該信號通路過度激活而引起EMS[40],若抑制PI3K/Akt信號的傳導,能夠有效降低粘連分數、異位體積以及炎性反應等。異位內膜在盆腔黏附、侵襲后,需要大量的新生血管為其提供足夠的營養及能量供應,以維持其在異位病灶的生長,有研究表明PI3K/Akt信號通路可以調控血管生成相關因子,促成異位內膜病灶的血管生成[41],其通路下游效應因子COX-2、VEGF亦同樣參與EMs的發生、發展,參與異位內膜的血管生成,其指標對EMs的治療和預后有著指導意義。

梁莉等[42]使用療風虛瘦弱方每日灌胃自體移植EMs大鼠一次,觀察其病理學、血清學及免疫印跡法的改變,經治療給藥組大鼠異位病灶明顯變薄,推測此方可以抑制PI3K/Akt信號通路的激活,從而抑制子宮內膜異位病灶的血管增生及腺體生長,使炎癥細胞浸潤等不同程度減少,改善大鼠痛經的癥狀。張亞萍等[43]運用蠲痛飲治療EMs大鼠,發現PI3K/Akt/mTOR信號通路參與EMs的發生,且蠲痛飲可能通過下調通路蛋白的表達及p70S6K的mRNA的表達,從而抑制異位內膜的上皮細胞活性,促進異位細胞凋亡,從而治療EMs。

6 小結與展望

盡管目前國內外學者對于多種信號通路干預、介導EMs的發生、發展的研究已經有了較為深入的研究,但其根本發病機制仍無確切定論。EMs在發展過程中往往涉及多信號通路的相互作用,他們既有交叉調控,又彼此促進或抑制,因而多靶點聯合抑制多條信號通路可能有助于提高治療效果。中醫藥治療不良反應小、療效確切且治療更加個體化,所以越來越受國內外學者的關注,他們也將中醫藥作為研究治療EMs相關信號通路的作用機制的又一突破口,這將為中醫藥治療EMs提供更加切實可行的思路。