胰島素受體及胰島素樣生長因子Ⅰ 在多囊卵巢綜合征患者子宮內(nèi)膜的表達(dá)及意義

張慧英 韓玉崑 宋學(xué)茹

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院婦產(chǎn)科(300052)

多囊卵巢綜合征(PCOS)是一種以卵泡發(fā)育障礙、胰島素抵抗和雄激素過多為特征，病因復(fù)雜的神經(jīng)內(nèi)分泌、代謝性綜合征。PCOS患者長期無排卵或稀發(fā)排卵，子宮內(nèi)膜長期受單一雌激素的刺激可使子宮內(nèi)膜異常增生并可發(fā)展成為子宮內(nèi)膜癌。但同樣長期單一雌激素影響下的PCOS患者并不都發(fā)生子宮內(nèi)膜癌。有些患PCOS多年的患者子宮內(nèi)膜無異常增生及不典型增生，所以不能完全用長期單一的雌激素對內(nèi)膜的刺激來解釋。近年來對子宮內(nèi)膜的研究發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜不僅僅是卵巢分泌甾體激素的靶器官，它還表達(dá)其他一些激素及生長因子的受體，如胰島素和胰島素生長因子(IGF)及其受體，影響子宮內(nèi)膜的增殖與分化，而這些激素及生長因子與卵巢甾體激素相互影響。本研究通過測定血清胰島素水平、檢測子宮內(nèi)膜局部胰島素受體(IR)及IGF-Ⅰ的表達(dá)，探討及與PCOS子宮內(nèi)膜增生的關(guān)系。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2006年11月～2007年12月于天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院婦科就診，因出血或閉經(jīng)行診刮的PCOS患者34例，年齡29.41±5.56(21～40)歲，PCOS診斷依據(jù)2003年鹿特丹診斷標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)子宮內(nèi)膜病理檢查結(jié)果分為A組(內(nèi)膜增生和癌變組)16例和B組(子宮內(nèi)膜病理正常改變組)18例;同期就診的月經(jīng)正常、因其他因素不孕或卵巢良性腫瘤行診刮患者32例為對照組，年齡31.56±3.48(24～41)歲。分別觀察各組的空腹血糖及空腹胰島素水平、血清雌二醇(E2)水平、子宮內(nèi)膜組織病理學(xué)改變，檢測子宮內(nèi)膜IR及IGF-Ⅰ的表達(dá)。

1.2 實驗方法

1.2.1 空腹血糖及胰島素測定 收集空腹靜脈全血4ml，離心后取血清，化學(xué)發(fā)光法測定E2、放射免疫法測定空腹血清胰島素(FIns)，氧化酶法測定空腹血糖(FPG);采用穩(wěn)態(tài)模型(HOMA)法計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。HOMA-IR=［FIns(mU/L)×FPG(mmol/L)］/22.5。

1.2.2 子宮內(nèi)膜病理學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)鏡下特點將子宮內(nèi)膜分為增生期、分泌期、子宮內(nèi)膜增生及子宮內(nèi)膜癌，根據(jù)國際婦科病理學(xué)會(ISGP，2007)分型將子宮內(nèi)膜增生分為單純型增生、復(fù)雜型增生及不典型增生［1］。

1.2.3 采用免疫組化法測定子宮內(nèi)膜中IR、IGF-Ⅰ的表達(dá) ①標(biāo)本制作:子宮內(nèi)膜經(jīng)福爾馬林固定、石蠟包埋，切制成4μm的組織切片數(shù)張，用于免疫組化染色。②IR、IGF-Ⅰ的免疫組化檢測:鼠抗人IR單克隆抗體購自NewMarker公司，鼠抗人IGR-Ⅰ單克隆抗體及SP免疫組化試劑盒購自天津灝洋生物制品科技公司。一抗稀釋度為1:50。以胎盤組織作為IR的陽性對照，胰腺組織作為IFG-I的陽性對照，以PBS代替一抗作為陰性對照，以免疫組化SP法檢測IR、IGF-Ⅰ的表達(dá)。③結(jié)果判定:IR主要定位于細(xì)胞膜，IGF-Ⅰ主要定位于細(xì)胞漿，相應(yīng)部位出現(xiàn)黃色或棕黃色顆粒為陽性細(xì)胞。為了兼顧染色強度(SI)和陽性細(xì)胞的百分比(PP)，采用半定量法計算其相對含量，即采用免疫反應(yīng)數(shù)(IRS)表示其表達(dá)水平。具體方法如下:低倍鏡下(×100)隨機選擇5個視野，高倍鏡下(×400)計數(shù)，每個視野下至少計數(shù)100個細(xì)胞。評分標(biāo)準(zhǔn)為:IRS=SI×PP。(SI:陰性為0，淡黃色為1，黃色為2，棕黃色為3;PP:＜5%為0，5% ～25%陽性為1，25% ～50%陽性為2，50% ～75%陽性為3，75% ～100%陽性為4。)每例的IRS為5個視野的平均值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS11.5軟件包進行統(tǒng)計學(xué)處理。組間均數(shù)比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t方法，不符合方差分析的數(shù)據(jù)采用秩和檢驗分析，兩兩比較采用Nemenyi方法。變量間的相關(guān)關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析。檢驗水準(zhǔn)均為雙側(cè)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組子宮內(nèi)膜病理改變

A組16例PCOS患者中，單純型增生8例，復(fù)雜型增生1例，不典型增生5例，癌變2例。B組18例中，增生期17例，分泌期1例。對照組32例中，子宮內(nèi)膜呈分泌期9例，增生期21例，單純性增生2例。

2.2 研究對象各指標(biāo)情況

2.2.1 血清E2A組、B組、對照組血清E2含量分別為 55.13 ± 40.38pg/ml、52.49 ± 26.20 pg/ml、79.26±46.91pg/ml，3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.233)。

2.2.2 血清下胰島素比較 血清下胰島素濃度A組(16.61±9.48mU/L)＞對照組(11.47±6.48mU/L)＞B組(10.63±6.09mU/L)，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=2.805，P=0.070)。經(jīng)兩兩比較，A組與B組及對照組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P值分別為0.033，0.044)，B組與對照組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.715)。

2.2.3 IR IR主要在子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞表達(dá)，間質(zhì)細(xì)胞部分表達(dá)。表達(dá)強度A組(5.12±3.58)＞B組(1.83±1.96)＞對照組(1.37±1.54)，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.004)。經(jīng)兩兩比較，A組IR表達(dá)高于 B組及對照組(P值分別為0.012，0.002)，B組與對照組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.415)。

2.2.4 IGF-Ⅰ IGF-Ⅰ在子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞均有表達(dá)，表達(dá)量相似。組間表達(dá)量A組(9.74±2.11)＞B組(7.61±2.98)＞對照組(7.22±2.30)，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.006)。經(jīng)兩兩比較，A組IGF-Ⅰ表達(dá)高于B組及對照組(P值分別為0.039，0.001)，而B組與對照組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.395)。

2.3 PCOS子宮內(nèi)膜不同病理改變時IGF-Ⅰ、IR的表達(dá)比較

2.3.1 IR PCOS子宮內(nèi)膜IR表達(dá)，不典型增生及癌變期＞單純及復(fù)雜型增生期＞增生或分泌期，各組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.048)。不典型增生及癌變期IR表達(dá)高于增生或分泌期，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.030)。單純及復(fù)雜型增生期與增生期或分泌期、不典型增生及癌變期與單純及復(fù)雜型增生期之間IR表達(dá)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.070，P=0.791)。

2.3.2 IGF-Ⅰ 不典型增生及癌變期單純及復(fù)雜型增生期各組間PCOS子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.168)。各組IR、IGF-Ⅰ的表達(dá)比較見表1。不同病理改變的子宮內(nèi)膜IR、IGF-Ⅰ表達(dá)見圖1。

表1 PCOS不同病理改變子宮內(nèi)膜IR、IGF-Ⅰ的表達(dá)(±s)

表1 PCOS不同病理改變子宮內(nèi)膜IR、IGF-Ⅰ的表達(dá)(±s)

*與不典型增生及癌變組比較P＜0.05

增生或分泌 18 1.86±2.02*7.87±2.85單純及復(fù)雜增生 9 4.93±3.83 9.68±1.88不典型增生及癌變7 5.35±3.52 9.81±2.54

2.4 子宮內(nèi)膜IR、IGF-Ⅰ表達(dá)與FIns、E2水平的關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果顯示子宮內(nèi)膜IR表達(dá)與血清胰島素水平呈正相關(guān)(r=0.428，P＜0.01);子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)與Ins水平呈弱的正相關(guān)(r=0.286，P＜0.05);子宮內(nèi)膜IR、IGF-Ⅰ表達(dá)與E2水平無相關(guān)性(P＞0.05)。

圖1 IR及IGF-Ⅰ在不同子宮內(nèi)膜中的表達(dá)(SP，×100)

3 討論

3.1 IR在PCOS子宮內(nèi)膜的表達(dá)及其與子宮內(nèi)膜病理改變的關(guān)系

IR存在于體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞膜上，在各類細(xì)胞上的受體數(shù)差異很大。Thiet等［1］用免疫組化技術(shù)證實妊娠19周胎兒子宮內(nèi)膜存在IR。Strowitzki等［2］研究顯示，分泌期子宮內(nèi)膜IR的數(shù)量是增生期的2倍。在無胰島素抵抗的情況下，子宮內(nèi)膜IR的表達(dá)可能受雌孕激素的調(diào)控，胰島素對子宮內(nèi)膜增殖的影響是在達(dá)到一定濃度后發(fā)揮作用的。但在胰島素抵抗的情況下，血中高水平的胰島素可直接調(diào)控子宮內(nèi)膜IR的表達(dá)，IR與子宮內(nèi)膜的異常增生相關(guān)。本研究中，子宮內(nèi)膜局部IR表達(dá)與血清胰島素水平呈正相關(guān)，提示其表達(dá)受血中胰島素水平的調(diào)控，并提示子宮內(nèi)膜局部不存在胰島素抵抗，至少不存在受體前抵抗，是否存在受體后抵抗有待進一步研究。

IR除介導(dǎo)胰島素的促生殖作用外，在腫瘤的形成和發(fā)展中也起一定的作用。IR能上調(diào)胰腺癌細(xì)胞上血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達(dá)，IR底物1和2(IRS-1和IRS-2)作為IR的2個主要的下游分子，在促腫瘤血管新生中起重要作用。這2種IRS蛋白可通過幾種不同的途徑來調(diào)節(jié)VEGF表達(dá)［3］。在本研究中PCOS A組IR表達(dá)明顯增高，進一步比較發(fā)現(xiàn)不典型增生及癌變內(nèi)膜高于單純及復(fù)雜型增生內(nèi)膜，提示IR在PCOS子宮內(nèi)膜異常增生甚至癌變中起重要作用。

3.2 IGF-Ⅰ在PCOS子宮內(nèi)膜的表達(dá)及其與子宮內(nèi)膜病理改變的關(guān)系

IGFs在結(jié)構(gòu)和功能上與胰島素相似，是一多功能生長因子，對細(xì)胞增殖、分化和代謝起重要作用。IGFs是具有內(nèi)分泌、自分泌和旁分泌的單鏈多肽，既有胰島素樣合成代謝作用，又有促進生長作用，有促進細(xì)胞有絲分裂、生長和分化的作用，能夠傳遞并調(diào)節(jié)卵巢激素對子宮內(nèi)膜的作用。

子宮內(nèi)膜上的IGFs、IGFs受體及其結(jié)合球蛋白主要來源于子宮內(nèi)膜的局部分泌，它們共同組成了子宮內(nèi)膜上IGF的自分泌和(或)旁分泌系統(tǒng)，參與子宮內(nèi)膜生長分化的調(diào)控。在正常人子宮內(nèi)膜中，IGF- Ⅰ在增生期表達(dá)較豐富［4］，De Cock［5］等進行的動物實驗結(jié)果表明，在單純型增生子宮內(nèi)膜中存在IGF-Ⅰ的高表達(dá)，且主要集中于腺上皮和內(nèi)膜間質(zhì)。表明IGF-Ⅰ有促進子宮內(nèi)膜增生的作用。

IGF系統(tǒng)對子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生也有影響。IGF-Ⅰ與其受體IGF-Ⅰ結(jié)合后，可促進子宮內(nèi)膜細(xì)胞異常增生，并借助IGF-Ⅰ環(huán)路刺激腫瘤細(xì)胞無限制增殖，維持其惡性表型。Reynolds等［6］在體外培養(yǎng)的子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系中檢測到IGF-Ⅰ，并發(fā)現(xiàn)它有刺激腫瘤細(xì)胞增殖的作用。Paveli?［7］等研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜癌細(xì)胞有IGF表達(dá)且表達(dá)量與腫瘤進展有關(guān)。McCampbell等［8］的研究顯示，在子宮內(nèi)膜增殖癥及子宮內(nèi)膜癌組織中IGF-Ⅰ受體的表達(dá)顯著高于正常，而且分化不良的腫瘤細(xì)胞中IGF-Ⅰ受體顯著高于分化良好的腫瘤細(xì)胞。本研究中A組子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)明顯高于B組及對照組。PCOS不典型增生及癌變內(nèi)膜和單純及復(fù)雜型增生內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，IGF-Ⅰ在PCOS子宮內(nèi)膜異常增生甚至癌變中所起作用需進一步驗證。

子宮內(nèi)膜上IGFs的合成及其生物學(xué)效應(yīng)受雌、孕激素及胰島素的調(diào)控。實驗表明，雌激素能促進子宮內(nèi)膜細(xì)胞IGF-Ⅰ的表達(dá)［9］。雌激素刺激不同種屬動物子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞IGF-I mRNA表達(dá)已得到證實［10］，目前一致認(rèn)為，子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ的合成主要由雌激素調(diào)控，雌激素能促進子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ的基因表達(dá)。本研究顯示正常對照組子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)增生期高于分泌期，表明雌孕激素對其調(diào)節(jié)作用及其對子宮內(nèi)膜的增殖作用，全部資料中子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)量雖與雌激素水平無相關(guān)性，但可能與雌激素長期作用有關(guān)。

胰島素也能刺激子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞分泌IGF-Ⅰ，胰島素的這種刺激作用與濃度有關(guān)，高濃度胰島素(100μU/ml)的刺激作用明顯高于低濃度胰島素(20μU/ml)。培養(yǎng)液中同時加入E2和胰島素時IGF-Ⅰ的濃度高于單加E2或胰島素時的濃度，表明雌激素和胰島素在促進子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞分泌IGF-Ⅰ上具有協(xié)同或疊加作用。提示高胰島素可能通過促進子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞IGF-Ⅰ的分泌刺激子宮內(nèi)膜生長。本研究中子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)與胰島素水平呈正相關(guān)，表明在體內(nèi)高水平胰島素通過促進子宮內(nèi)膜IGF-Ⅰ表達(dá)刺激子宮內(nèi)膜增生。

綜上所述，PCOS患者子宮內(nèi)膜長期受雌激素刺激同時受高水平胰島素的刺激，胰島素及雌激素、胰島素調(diào)控下IGF-Ⅰ可能通過IR介導(dǎo)導(dǎo)致內(nèi)膜過度增生甚至癌變，臨床工作中除注意拮抗雌激素作用外，還應(yīng)注意發(fā)現(xiàn)和改善胰島素抵抗，預(yù)防子宮內(nèi)膜增生及癌變。

1 Thiet MP，Osathanondh R，Yeh J，et al.Location and timing of appearance of insulin，insulin-like growth factor-I，and their receptors in the human fetal mullerrian tract［J］.Am J Obstet Gynecol，1994，170:152-156.

2 Strowitzki T，Voneye HC，Kellerer M，et al.Tyrosine kinase activity of insulin like growth faetor-I and insulin recepetor in human endom etrium during the menstrual cycle:cycle variation of insulin receptor expresslon［J］.Fertil Steril，1993，59:315-321.

3 Ming LU，Shiro AM，Kazuaki MI，et al.Insulin-induced vascular endothelial growth factor expression in retina［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，1999，40(11):3281-3286.

4 Druckmann R，Rohr UD.IGF-1 in gynaecology and obstetrics:Update 2002［J］.Maturitas，2002，41(Suppl 1):S65-S83.

5 De Cock H，Ducatelle R，Tilmant K，et al.Possible role for insulinlike growth factor-I in the pathogenesis of cystic endometrial hyperplasia pyometra complex in the bitch［J］.Theriogenology，2002，57(9):2271-2287.

6 Reynolds RK，Hu Chzh，Baker VV.Transforming growth factorαand insulin-like growth factor-I，but not epidermal growth factor，elicitautocrine stimulation of mitogenesis in endometrial cancer cell lines［J］.Gynecol Oncol，1998，70:202-209.

7 Paveli? J，Radakovi? B，Paveli? K.Insulin-like growth factor 2 and its receptors(IGF 1R and IGF 2R/mannose 6-phosphate)in endometrial adenocarcinoma［J］.Gynecol Oncol，2007，105(3):727-735.

8 McCampbell AS，Broaddus RR，Loose DS，et al.Overexpression of the insulin-like growth factor I receptor and activation of the AKT pathway in hyperplastic endometrium［J］.Clin Cancer Res，2006，12(21):6373-6378.

9 Kashima H，Shiozawa T，Miyamoto T，et al.Autocrine stimulation of IGF-1 in estrogen-induced growth of endometrial carcinoma cells:Involvement of the MAPK pathway followed by up-regulation of cyclin D1 and cyclin E［J］.Endocr Relat Cancer，2009 ，16(1):113-122.

10 李儒芝，林金芳，周劍萍.胰島素對子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞分泌IGF-1和 IGFBP-1的影響［J］.現(xiàn)代婦產(chǎn)科進展，2001，10(6):411-413.