Toll樣受體4介導(dǎo)子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

郭靈，程忠平

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是一種常見(jiàn)的婦科疾病，表現(xiàn)為具有生長(zhǎng)功能的子宮內(nèi)膜腺體及間質(zhì)出現(xiàn)在子宮體以外的部位，其臨床癥狀主要包括疼痛（進(jìn)行性加重的痛經(jīng)、慢性盆腔疼痛、性交困難）、不孕及經(jīng)量過(guò)多、經(jīng)期延長(zhǎng)[1-2]。目前主要認(rèn)為EMs是一種激素依賴性疾病[3]，但近年多項(xiàng)研究顯示，EMs病灶中存在多種類型的炎癥細(xì)胞和炎癥介質(zhì)，病灶微環(huán)境內(nèi)存在免疫炎性反應(yīng)，提示EMs可能是一種慢性炎性疾病[4-5]，也有研究發(fā)現(xiàn)EMs相關(guān)的盆腔疼痛等癥狀可能與局部炎癥有關(guān)[6-7]。EMs的炎性發(fā)病機(jī)制可能與生殖道感染、炎癥介質(zhì)表達(dá)、免疫反應(yīng)誘導(dǎo)有關(guān)[8-9]。Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）是一種炎癥介質(zhì)，在機(jī)體固有免疫應(yīng)答及抗病原體免疫中發(fā)揮重要作用，最近有研究表明，TLR4調(diào)控的炎癥信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)EMs的發(fā)生、發(fā)展，但具體機(jī)制尚未明確[10-11]?，F(xiàn)對(duì)TLR4介導(dǎo)EMs發(fā)病的可能機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 TLR4概述

1.1 TLR4的結(jié)構(gòu)與功能人體免疫系統(tǒng)由固有免疫和適應(yīng)性免疫組成，其中，固有免疫系統(tǒng)通過(guò)宿主免疫細(xì)胞的模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識(shí)別外部入侵體內(nèi)的細(xì)菌或病毒中釋放的病原體相關(guān)分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs），產(chǎn)生急性炎癥反應(yīng)，引發(fā)初期固有免疫，而后進(jìn)一步激活適應(yīng)性免疫，是機(jī)體抵抗微生物感染的第一道防線；而在組織損傷及遭受應(yīng)激時(shí)，PRRs識(shí)別受損或壞死細(xì)胞釋放的內(nèi)源性危險(xiǎn)相關(guān)分子模式（danger-associated molecular patterns，DAMPs），以清除細(xì)胞碎片、修復(fù)受損組織[12]。

TLR是PRRs的重要成員之一，為Ⅰ型跨膜受體蛋白，由富含亮氨酸重復(fù)序列的高度可變的胞外域和高度保守的細(xì)胞質(zhì)的Toll/白細(xì)胞介素1（IL-1）受體（Toll/interleukin-1 receptor，TIR）結(jié)構(gòu)域組成。TLR4是TLR家族的成員之一，作為急性受體在免疫細(xì)胞的細(xì)胞膜上廣泛表達(dá)，研究顯示其在巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞中均有分布，在許多疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)[12-15]。

1.2 TLR4及其炎癥信號(hào)通路TLR4的外源性配體/識(shí)別的特定PAMPs主要為微生物的非自體組成成分，如革蘭陰性菌的內(nèi)毒素、革蘭陰性菌細(xì)胞壁外膜組成成分——脂多糖（lipopolysaccharide，LPS），TLR4識(shí)別并與之結(jié)合后激活炎癥通路。TLR4的內(nèi)源性配體/識(shí)別的特定DAMPs包括纖維蛋白原、纖連蛋白、透明質(zhì)酸和熱休克蛋白60（heat shock protein 60，HSP60）、HSP70 等，但內(nèi)源性配體需在高濃度狀態(tài)下才能激活TLR4[16]。

髓樣分化因子（myeloid differentiation factor 88，MyD88）依賴型信號(hào)傳導(dǎo)通路是一種經(jīng)典的TLR4炎癥信號(hào)通路。TLR4與配體快速結(jié)合，與含TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白的分子如MyD88發(fā)生作用，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域變化，信號(hào)級(jí)聯(lián)事件開(kāi)始，相關(guān)蛋白激酶發(fā)生磷酸化，對(duì)抑制性銜接分子產(chǎn)生作用使其降解，核因子κB（nuclear factor kappa B,NF-κB）被激活并易位至細(xì)胞核，與靶DNA結(jié)合，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄、合成和分泌下游炎癥因子，如腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、IL-8、IL-6 等，炎癥反應(yīng)擴(kuò)增使局部和全身炎癥加重[17-19]。

有關(guān)TLR4的MyD88非依賴型信號(hào)通路的研究仍十分有限，目前認(rèn)為TLR4識(shí)別配體后通過(guò)β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接分子（TIR-domain-containing adaptor inducing interferon β，TRIF） 和 TRIF 相關(guān)銜接分子（TRIF-related adaptor molecule，TRAM）發(fā)揮作用，活化核因子κB（NF-κB）和干擾素調(diào)節(jié)因子3（interferon regulatory factor 3，IRF-3），誘導(dǎo)釋放炎癥因子及Ⅰ型干擾素釋放，從而引發(fā)和維持免疫炎性反應(yīng)[20-21]。

2 TLR4在子宮內(nèi)膜細(xì)胞的表達(dá)

目前已有多項(xiàng)研究證實(shí)TLR4在子宮內(nèi)膜細(xì)胞表達(dá)[22-25]。2015年Rashidi等[26]獲取15例行腹腔鏡手術(shù)患者的子宮內(nèi)膜組織，證實(shí)子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞及子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中均有TLR4蛋白表達(dá)，并且子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)水平高于子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞，提示TLR4可能參與調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜中的免疫反應(yīng)。同年，Koval等[27]對(duì)EMs患者的子宮內(nèi)膜組織進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者的子宮內(nèi)膜中TLR2和TLR4的表達(dá)高于正常子宮內(nèi)膜，提示TLR2和TLR4在EMs的發(fā)展中可能發(fā)揮重要作用。

3 TLR4介導(dǎo)EMs的發(fā)病機(jī)制

3.1 上生殖道感染激活TLR4信號(hào)通路女性下生殖道長(zhǎng)期暴露在各種微生物中，這些微生物可通過(guò)遷移感染上生殖道，造成子宮內(nèi)膜炎、輸卵管炎、盆腔炎等，使機(jī)體啟動(dòng)免疫炎性反應(yīng)[28-29]。研究發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)不僅由免疫細(xì)胞介導(dǎo)，還與子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞、子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞相關(guān)，可見(jiàn)子宮內(nèi)膜是女性上生殖道應(yīng)對(duì)感染的第一道防御屏障[30-31]。Khan等[32]首次提出了“細(xì)菌污染假說(shuō)”的概念，發(fā)現(xiàn)患有EMs女性的腹膜液中LPS濃度顯著高于健康女性，提示EMs患者存在盆腔炎癥，且EMs患者的經(jīng)血與正常對(duì)照女性相比更容易被大腸桿菌污染，提示從陰道遷移的大腸桿菌是經(jīng)血的初始污染物?？梢酝茰y(cè)來(lái)自下生殖道的大腸桿菌等病原體及脫落的子宮內(nèi)膜碎片隨逆行經(jīng)血進(jìn)入上生殖道，子宮內(nèi)膜細(xì)胞上的TLR4啟動(dòng)預(yù)警信號(hào)，激活下游信號(hào)通路，子宮內(nèi)膜產(chǎn)生初始感染性炎癥反應(yīng)。

3.2 TLR4信號(hào)通路促進(jìn)炎癥反應(yīng)及異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖細(xì)菌感染使TLR4活化，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)炎癥信號(hào)通路調(diào)控免疫反應(yīng)應(yīng)答，并介導(dǎo)不同細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生，從而促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖、侵襲和周圍血管生成，參與EMs的發(fā)生、發(fā)展。

在分子細(xì)胞層面上，Khan等[33]發(fā)現(xiàn)在雌激素和LPS的聯(lián)合作用下，EMs患者腹膜液中的巨噬細(xì)胞分泌的炎癥細(xì)胞因子（如TNF-α、IL-6等）顯著增加，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在該作用下培養(yǎng)的在位及異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞數(shù)量顯著增加。而當(dāng)阻斷雌激素受體和TLR4的作用后，炎癥細(xì)胞因子的分泌和子宮內(nèi)膜細(xì)胞的生長(zhǎng)均明顯受到抑制。這提示雌激素和TLR4信號(hào)通路聯(lián)合可促進(jìn)盆腔炎性反應(yīng)，促進(jìn)EMs生長(zhǎng)。Luo等[34]用LPS處理異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞模擬細(xì)胞體外侵襲實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)TLR4可經(jīng)MyD88非依賴型信號(hào)通路，即p38/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）信號(hào)通路刺激子宮內(nèi)膜細(xì)胞中IL-8的分泌，IL-8再通過(guò)黏著斑激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）信號(hào)通路增強(qiáng)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖和侵襲作用，而用抗TLR4抗體預(yù)處理細(xì)胞后該作用被顯著抑制。其中，F(xiàn)AK是腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的多功能調(diào)節(jié)因子，可通過(guò)多種機(jī)制調(diào)控細(xì)胞的生存、增殖和轉(zhuǎn)移。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，Azuma等[35]通過(guò)在EMs模型小鼠的腹膜內(nèi)注射LPS發(fā)現(xiàn)，LPS/TLR4通路激活后可增強(qiáng)p65NF-κB的表達(dá)并促進(jìn)其易位至細(xì)胞核，使腹膜巨噬細(xì)胞和異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞釋放大量炎癥因子，LPS還通過(guò)上調(diào)環(huán)氧合酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）和前列腺素 E2（prostaglandin E2，PGE2）促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的增殖和侵襲。而在加入NF-κB抑制劑的小鼠模型中，LPS對(duì)小鼠EMs病變的作用則被完全抑制。此外，Kajihara等[36]研究發(fā)現(xiàn) TNF-α、IL-6 等炎癥細(xì)胞因子能夠激活EMs患者在位子宮內(nèi)膜細(xì)胞中的c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinases，JNK），JNK信號(hào)傳導(dǎo)通路激活后又會(huì)進(jìn)一步上調(diào)炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)，并通過(guò)基因易位調(diào)節(jié)促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖。

3.3 炎癥反應(yīng)引起應(yīng)激產(chǎn)物進(jìn)一步激活TLR4及其信號(hào)通路TLR4識(shí)別外源微生物，產(chǎn)生的感染性炎癥反應(yīng)引起組織損傷及應(yīng)激反應(yīng)，受損或壞死細(xì)胞釋放的相關(guān)產(chǎn)物，作為TLR4的內(nèi)源性配體進(jìn)一步激活其通路，產(chǎn)生持續(xù)性非感染性炎癥反應(yīng)，并促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞生長(zhǎng)。

Khan等[37]證明組織應(yīng)激反應(yīng)標(biāo)志物HSP70亦可調(diào)節(jié)TLR4介導(dǎo)的異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞的生長(zhǎng)，HSP70同時(shí)使IL-6和TNF-α的分泌增加，促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖。Yun等[38]發(fā)現(xiàn)一種代表性的DAMP，即高遷移率族蛋白B1（high mobility group box-1,HMGB-1），其在異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞中較正常對(duì)照組表達(dá)顯著增加。HMGB-1對(duì)周圍環(huán)境的氧化應(yīng)激狀態(tài)敏感，可能在子宮內(nèi)膜早期炎癥期間即產(chǎn)生，與TLR4結(jié)合后可激活NF-κB，促進(jìn)或誘發(fā)其介導(dǎo)的非感染性炎癥反應(yīng)，試驗(yàn)同時(shí)觀察到正常子宮內(nèi)膜轉(zhuǎn)化、異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞存活和生長(zhǎng)，且該作用可被TLR4抑制劑和NF-κB抑制劑所阻斷。

3.4 TLR4通路抑制劑及抗炎藥物對(duì)EMs的治療Long等[39]對(duì)EMs復(fù)發(fā)小鼠模型進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在圍手術(shù)期使用NF-κB抑制劑穿心蓮內(nèi)酯可明顯減緩手術(shù)后殘留病灶的生長(zhǎng)，同時(shí)減弱由殘留病灶引起的疼痛過(guò)敏。Wang等[40]的研究也表明，抗炎藥物甘草甜素可顯著抑制小鼠子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中LPS誘導(dǎo)的TLR4表達(dá)及小鼠子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。Celik等[41]證實(shí)雙硫侖可通過(guò)降低NF-κB的表達(dá)影響血管生成和細(xì)胞增殖，阻止EMs模型大鼠的子宮內(nèi)膜異位植入物生長(zhǎng)，從而發(fā)揮其治療作用。但相關(guān)治療實(shí)驗(yàn)尚處于觀察階段，具體的分子或蛋白機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

雖然目前尚缺乏相關(guān)臨床證據(jù)，但從已有的細(xì)胞、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)仍可大膽推測(cè)，病原微生物隨逆流經(jīng)血進(jìn)入上生殖道釋放的PAMPs（如LPS）被子宮內(nèi)膜細(xì)胞上的TLR4識(shí)別，從而激活TLR4炎癥信號(hào)通路，該通路招募和激活免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞等），引發(fā)局部炎癥反應(yīng)，促進(jìn)不同的炎癥因子和生長(zhǎng)因子分泌，刺激子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖，并通過(guò)免疫系統(tǒng)不斷激活炎癥微環(huán)境，使之維持，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的黏附、侵襲或增殖，擴(kuò)大局部炎癥反應(yīng)的信號(hào)傳導(dǎo)，最終導(dǎo)致EMs的發(fā)生和發(fā)展。持續(xù)的炎癥損傷亦使受損細(xì)胞釋放DAMPs（如HSP70、HMGB-1等），又可激活TLR4介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，造成進(jìn)一步的組織損傷，于是在異位子宮內(nèi)膜病灶中不斷發(fā)生這樣的惡性循環(huán)。

目前EMs的常見(jiàn)藥物治療僅針對(duì)疾病相關(guān)疼痛癥狀而非其潛在機(jī)制，對(duì)于許多女性而言，此類治療緩解疼痛的功效和持續(xù)時(shí)間有限，且在停藥后常再次出現(xiàn)癥狀[42]。由于異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞多呈彌漫性生長(zhǎng)，臨床上單純行EMs病灶切除術(shù)難以消除全部病灶，導(dǎo)致該疾病術(shù)后復(fù)發(fā)率較高[43]。因此，針對(duì)EMs的新型治療策略亟待發(fā)現(xiàn)，而確定EMs的發(fā)病機(jī)制是其中的關(guān)鍵之一。既往觀點(diǎn)認(rèn)為EMs是一種雌激素依賴性疾病，但近期研究發(fā)現(xiàn)其可能是一種慢性炎性疾病。TLR4被證明在子宮內(nèi)膜組織中存在，在大多數(shù)情況下，TLR4誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可破壞病原體，對(duì)宿主產(chǎn)生保護(hù)作用。然而，子宮內(nèi)膜由于長(zhǎng)期暴露于微生物和宮腔感染引起的炎癥損害中，使得炎癥反應(yīng)及組織應(yīng)激反應(yīng)持續(xù)存在，從而造成免疫炎癥反應(yīng)失調(diào)，并進(jìn)一步導(dǎo)致異位子宮內(nèi)膜組織的發(fā)生及發(fā)展。本文闡述了TLR4介導(dǎo)的炎癥、細(xì)胞增殖和其他細(xì)胞過(guò)程在EMs發(fā)展中相關(guān)作用的研究進(jìn)展，推測(cè)采用針對(duì)TLR4或初始炎癥介質(zhì)來(lái)源的靶向藥物或可成為治療EMs的新方向。