信號(hào)通路在子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病中的作用研究進(jìn)展

馮婉琴，劉敏娟，馬穎

(南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院，廣州510282)

子宮內(nèi)膜異位癥(EMs)是目前臨床上育齡期婦女較為常見(jiàn)的婦科慢性疾病，能導(dǎo)致不孕、痛經(jīng)及盆腔疼痛等癥狀，其發(fā)病率很高。EMs雖是良性疾病，但卻能夠像惡性腫瘤一樣種植生長(zhǎng)、侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[1]。目前，由于EMs的發(fā)病機(jī)制仍不明確，患者經(jīng)現(xiàn)有手段治療后復(fù)發(fā)率高。信號(hào)通路是

指能將細(xì)胞外的分子信號(hào)(稱為配體)通過(guò)細(xì)胞膜傳入細(xì)胞內(nèi)并發(fā)揮效應(yīng)的一系列酶促反應(yīng)通路。近年有不少研究表明，EMs中存在多種細(xì)胞凋亡/存活信號(hào)通路的異常,這些通路的異常啟動(dòng)及其復(fù)雜的相互作用會(huì)導(dǎo)致異位內(nèi)膜組織的異常增殖、分化、侵襲及炎癥反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)異位病灶形成。因此，本文就信號(hào)通路在EMs發(fā)病機(jī)制中的作用作一綜述。

1 核因子κB(NF-κB)信號(hào)通路

NF-κB信號(hào)通路在腫瘤方面的研究相對(duì)成熟,但是目前在EMs中的研究較少。Gonzalez-Ramos等[2, 3]研究表明,NF-κB在EMs的產(chǎn)生、進(jìn)展過(guò)程中起著重要的作用。NF-κB由復(fù)雜的多肽亞單位蛋白家族組成，是一種廣泛存在的、多效性的核轉(zhuǎn)錄因子，主要有Re1A、Re1B、c-Re1、p50/p105和p52/p100。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體的炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移等都與該通路關(guān)系密切。

NF-κB通路在EMs發(fā)病機(jī)制的影響，可能與黏附、侵襲、血管生成相關(guān)因子的表達(dá)有關(guān)。研究表明，在EMs病灶中，NF-κB p65的DNA結(jié)合力的活性要比在位內(nèi)膜高，NF-κB參與了EMs的產(chǎn)生及促炎癥狀態(tài)[4]。Kaponis等[5]研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB可通過(guò)調(diào)節(jié)靶基因(如CAM-1、MMPs、VEGF等)的表達(dá)，參與增殖和抗凋亡反應(yīng)、免疫和炎癥反應(yīng)、黏附和侵襲反應(yīng)以及血管形成作用的過(guò)程，從而促進(jìn)EMs的發(fā)生和發(fā)展。Wei等[6]研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素通過(guò)抑制NF-κB的活化對(duì)EMs發(fā)揮治療作用。而Wang等[7]的研究表明,激活的NF-κB不但可以上調(diào)VEGF表達(dá),進(jìn)一步促進(jìn)血管形成,降解周圍基質(zhì),還對(duì)異位內(nèi)膜的轉(zhuǎn)移及再生起促進(jìn)作用。由此可見(jiàn)，子宮內(nèi)膜NF-κB表達(dá)上調(diào)能使子宮內(nèi)膜性狀發(fā)生改變，從而有助于異位內(nèi)膜的黏附、種植和血管形成。

2 Shh信號(hào)通路

Hh基因家族在進(jìn)化過(guò)程中高度保守，哺乳動(dòng)物有3種同源形式：Shh、Ihh和Dhh。Ihh參與軟骨發(fā)育,Dhh在生殖細(xì)胞發(fā)育中起關(guān)鍵作用；Shh在該家族中表達(dá)最廣泛,在該信號(hào)通路上起主要作用。Shh信號(hào)通路的核心成員包括Shh、Ptch、Smo、Gli、Sufu等。配體Patched1與Shh受體結(jié)合，通過(guò)減輕Patched1依賴性Smo的抑制來(lái)激活Shh途徑[8]。融合抑制因子(SUFU)和Gli家族鋅指(Gli2、Gli3)將激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞核中，以調(diào)節(jié)靶基因如Gli1和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)。Shh信號(hào)通路通過(guò)參與增強(qiáng)細(xì)胞增殖、干細(xì)胞維持和細(xì)胞分化以及促進(jìn)血管生成，從而與腫瘤發(fā)生緊密相關(guān)[9]。有研究表明，Shh信號(hào)通路的異常激活在各種類型的婦科癌癥中起致癌作用[10]。例如，Shh信號(hào)通路異常激活與乳腺癌和卵巢癌的晚期相關(guān)[11]，提示Shh信號(hào)通路可能促進(jìn)生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的進(jìn)展。Heard等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在EMs患者的在位子宮內(nèi)膜組織中Shh、Smo、Gli1和Gli3過(guò)表達(dá)，該Shh信號(hào)通路激活的發(fā)生方式類似于在KLF9缺陷小鼠模型中發(fā)現(xiàn)的類似人EMs中觀察到的方式。Matsumoto等[13]發(fā)現(xiàn)，Hh蛋白在小鼠子宮中表達(dá)，重組Shh蛋白可在體外促進(jìn)小鼠子宮內(nèi)膜間充質(zhì)細(xì)胞的增殖；與此同時(shí)，升高的Hh信號(hào)傳導(dǎo)表達(dá)與人滋養(yǎng)細(xì)胞中的陽(yáng)性孕酮受體狀態(tài)相關(guān)。

Shh信號(hào)通路對(duì)許多組織中的成人干細(xì)胞(ASC)的維持和增殖至關(guān)重要，而女性子宮內(nèi)膜異位病變顯示ASC標(biāo)志物Musashi和SOX-2的表達(dá)高于分泌性子宮內(nèi)膜。Heard等[12]研究發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜組織KLF9表達(dá)缺陷會(huì)導(dǎo)致異位病變的產(chǎn)生，且KLF9失調(diào)所導(dǎo)致EMs與Shh的激活相關(guān)，與EMs干細(xì)胞起源學(xué)說(shuō)的新證據(jù)相符合。目前Shh信號(hào)通路在EMs發(fā)病作用方面的研究相對(duì)較少，因此對(duì)于該通路與EMS的發(fā)生、發(fā)展還需進(jìn)一步深入研究。

3 Wnt/β-catenin信號(hào)通路

研究發(fā)現(xiàn)，Wnt基因參與調(diào)控胚胎的早期發(fā)育、成體組織的穩(wěn)態(tài)維持、干細(xì)胞的自我更新以及腫瘤發(fā)生發(fā)展等多種生物學(xué)過(guò)程。Wnt/β-catenin信號(hào)通路是由β-catenin介導(dǎo)的信號(hào)通路，β-catenin的濃度是調(diào)節(jié)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的核心因素[14]。

干細(xì)胞學(xué)說(shuō)認(rèn)為，導(dǎo)致EMs的主要原因來(lái)源于子宮內(nèi)膜的干細(xì)胞。Bukowska等[15]的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，激活Wnt信號(hào)通路可以促進(jìn)子宮內(nèi)膜干細(xì)胞分化。Wnt5A參與人胚胎干細(xì)胞向子宮內(nèi)膜細(xì)胞分化過(guò)程，而分泌型卷曲相關(guān)蛋白(sFRP)在該過(guò)程中起抑制作用。Li等[16]的一系列實(shí)驗(yàn)提示，子宮內(nèi)膜異位間充質(zhì)干細(xì)胞(ECTO-MSC)分泌的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)和Wnt1能夠增加核內(nèi)β-catenin的水平，并進(jìn)一步激活下游Axin-2基因表達(dá)，最終促進(jìn)間質(zhì)細(xì)胞增生、遷移、侵襲和纖維化。

在正常條件下，細(xì)胞外基質(zhì)能夠變成細(xì)胞轉(zhuǎn)移的物理屏障，但是基質(zhì)金屬蛋白酶可以降解細(xì)胞外基質(zhì)的某些成分，從而使腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移。Pazhohan等[17]研究發(fā)現(xiàn)，失活GSK-3b的主要部分以及抑制DKK-1表達(dá)，能夠?qū)е翬Ms患者在位子宮內(nèi)膜中β-catenin的過(guò)度活化，進(jìn)而促進(jìn)EMs的發(fā)生、發(fā)展。由此可見(jiàn)，Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)促進(jìn)EMs的發(fā)生發(fā)展具有重要影響。

4 TGF-β/Smad信號(hào)通路

TGF-β/Smad信號(hào)通路由TGF-β及其受體和受體底物Smad蛋白組成，是其發(fā)揮生物學(xué)作用的主要通路。該通路在纖維化的發(fā)生機(jī)制中起重要作用,是多種疾病發(fā)生纖維化病理過(guò)程中起關(guān)鍵作用的生物調(diào)節(jié)通路。有研究表明，TGF-β1的分泌以及相關(guān)基因的顯著增加能夠激活TGF-β/Smad通路，形成有利于異位病灶發(fā)展的腹腔微環(huán)境，進(jìn)而使TGF-β能夠促進(jìn)纖維母細(xì)胞增生、膠原沉積和纖維蛋白形成，最后脫落的子宮內(nèi)膜細(xì)胞容易黏附和聚集，進(jìn)一步增加盆腔纖維化。同時(shí)，TGF-β能通過(guò)活化血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)來(lái)增加EMs病灶周圍微血管的形成，出現(xiàn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的種植、侵入和增殖等。異位內(nèi)膜的間質(zhì)細(xì)胞可能能分泌TGF-β，造成盆腔微環(huán)境免疫耐受，協(xié)同IL-6和幼稚型CD4+T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，促進(jìn)炎癥發(fā)生造成EMs。由此可見(jiàn)，TGF-β/Smad 通路對(duì)EMs的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用。

5 Notch信號(hào)通路

Notch信號(hào)通路是跨物種的高度保守的途徑，存在于大多數(shù)多細(xì)胞生物中。它在細(xì)胞-細(xì)胞通訊中發(fā)揮重要作用，涉及控制胚胎和成年期間多種細(xì)胞分化過(guò)程的基因調(diào)控機(jī)制[18]。Notch信號(hào)通路由4種跨膜受體(Notch1～4)和Jagged/Delta樣家族的5種跨膜配體介導(dǎo)。Dll-4的結(jié)合通過(guò)解整合素-金屬蛋白酶(ADAM)和γ-分泌酶誘導(dǎo)Notch細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(NICD)的切割，然后NICD易位到細(xì)胞核中，在那里它可激活參與血管生成調(diào)節(jié)的多個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄。

血管生成對(duì)EMs患者子宮內(nèi)膜異位病變的植入和生長(zhǎng)至關(guān)重要，許多血管生成生長(zhǎng)因子在子宮內(nèi)膜異位病變和EMs患者的腹膜中表達(dá)上調(diào)。Notch信號(hào)通路途徑對(duì)于血管生成的基本過(guò)程至關(guān)重要，例如動(dòng)脈和靜脈分化、血管成熟以及在發(fā)芽性血管生成期間對(duì)內(nèi)皮尖細(xì)胞和莖細(xì)胞的選擇。有研究表明，EMs病變中的發(fā)芽性血管生成受Notch信號(hào)傳導(dǎo)控制[19]。然而，抑制Notch信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)病變發(fā)展沒(méi)有有益的治療效果。

雌激素促進(jìn)正常和子宮內(nèi)膜在位上皮細(xì)胞的遷移、侵襲，而褪黑激素和阻斷Notch信號(hào)通路能夠抑制17β-雌二醇誘導(dǎo)的遷移、侵襲，以及正常和EMs子宮內(nèi)膜的上皮-間質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。Notch信號(hào)通過(guò)誘導(dǎo)Snai1表達(dá)，可促進(jìn)TGF-β1誘導(dǎo)的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[20]。Jagged1介導(dǎo)的Notch信號(hào)激活可提高Snail和Slug的表達(dá)，導(dǎo)致各種疾病模型中E-鈣黏蛋白的抑制。Numb是Notch1信號(hào)傳導(dǎo)的抑制性調(diào)節(jié)劑，其通過(guò)促進(jìn)Notch1細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的泛素化和降解起作用。Qi等[21]發(fā)現(xiàn)，Notch信號(hào)通路的特異性抑制劑可抑制子宮內(nèi)膜異位上皮細(xì)胞和正常子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲，但正常子宮內(nèi)膜細(xì)胞中EMT樣表型未被抑制，表明Notch信號(hào)通路在EMs調(diào)節(jié)EMT中起關(guān)鍵作用。褪黑素可以抑制子宮內(nèi)膜異位癥上皮細(xì)胞中Notch1信號(hào)通路的活性，這反映在NICD表達(dá)的減少上，目前沒(méi)有足夠的證據(jù)表明Notch信號(hào)通路是褪黑激素作用的直接途徑。根據(jù)目前研究推測(cè)，Notch信號(hào)通路可能是EMs的潛在治療靶點(diǎn)，但其在EMs中調(diào)控雌激素和褪黑素中的作用，需進(jìn)一步研究。

6 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路

PI3K/mTOR途徑是影響多種細(xì)胞功能的關(guān)鍵細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑，包括細(xì)胞代謝、生長(zhǎng)、增殖和凋亡。由于EMs患者腹膜微環(huán)境的變化，異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞耐受缺氧和缺乏營(yíng)養(yǎng)的能力對(duì)其增殖和轉(zhuǎn)移很重要。Akt在幫助細(xì)胞適應(yīng)這些不利環(huán)境，并在維持增殖方面起關(guān)鍵作用。Leconte等[22]觀察到EMs患者在位和異位內(nèi)膜細(xì)胞的增殖率均明顯升高, mTOR/Akt通路的激活使異位內(nèi)膜細(xì)胞表型過(guò)度增殖，導(dǎo)致內(nèi)源性氧化應(yīng)激增加，而mTOR/Akt抑制劑能有效抑制異位內(nèi)膜細(xì)胞的增殖。另外，激活的PI3K/Akt通路可以上調(diào)增殖細(xì)胞核抗原、抗凋亡分子、黏附相關(guān)分子、生存素、整合素β1和整合素αvβ3的表達(dá)來(lái)促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的黏附、增殖和侵襲。早期已有研究顯示,EMs在位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中趨化因子CCL2和CXCL8呈高表達(dá),可以通過(guò)激活PI3K/Akt通路上調(diào)增殖細(xì)胞核抗原、抗凋亡蛋白、生存素、MMP-2、Bcl-2等的表達(dá)水平，進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞存活、增殖和侵襲[23]。此外，在子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中，腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子NME1的異常低表達(dá)可以激活PI3K/Akt通路，導(dǎo)致IL-8和VEGF以及CD62E和CD105蛋白表達(dá)增加，生成大量血管內(nèi)皮細(xì)胞。Akt促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化，進(jìn)一步產(chǎn)生NO，從而刺激血管生成[24]。然而，EMs患者eNOS的表達(dá)和異位內(nèi)膜的血管生成顯著增加[25]，這可能都與PI3k/Akt/mTOR信號(hào)通路的激活有關(guān)。此外，Akt通路還可以與ERK通路結(jié)合，通過(guò)增強(qiáng)異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的增殖及其在纖維化微環(huán)境中的活力來(lái)促進(jìn)深部EMs的生長(zhǎng)。PI3K-Akt-mTOR是研究最多的細(xì)胞膜受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之一，該通路多種蛋白質(zhì)的磷酸化導(dǎo)致分子相互作用，最終導(dǎo)致EMs的形成。

EMs的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)涉及多種因素以及牽涉較廣領(lǐng)域的復(fù)雜過(guò)程，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展和研究技術(shù)水平的提高，對(duì)于 EMs 發(fā)病的分子基礎(chǔ)我們有了更深層次的認(rèn)識(shí)，但不同的信號(hào)通路之間可以相互產(chǎn)生聯(lián)系或者交叉影響，形成復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，從而影響 EMs 內(nèi)膜細(xì)胞的黏附、侵襲及血管生成。此外,因?yàn)楦餍盘?hào)通路并非是完全獨(dú)立的，這增加了研究難度，使得 EMs 學(xué)說(shuō)和理論眾多，但其發(fā)病機(jī)制尚不明確。臨床上對(duì)EMs的治療效果不盡人意，我們需要對(duì)相關(guān)信號(hào)通路在EMs發(fā)病機(jī)制中起的影響作用進(jìn)行更深入研究，從而更好、更準(zhǔn)確地指導(dǎo)臨床診療過(guò)程。