纖維化及炎癥相關(guān)分子在宮腔粘連發(fā)生中作用的研究進(jìn)展

付振琳，陳欣，楊菁

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，湖北省輔助生殖與胚胎發(fā)育醫(yī)學(xué)臨床研究中心，武漢 430060)

根據(jù)世界衛(wèi)生組織預(yù)測，不孕癥將是發(fā)生率第三高的疾病，僅次于癌癥和心血管疾病，目前女性不孕癥的發(fā)病率約為9%～18%[1]。不孕癥分為原發(fā)性不孕癥和繼發(fā)性不孕癥，由于臨床上宮腔手術(shù)增加，宮腔粘連(Intrauterine adhesions，IUA)已成為繼發(fā)性不孕的主要原因之一[2]。IUA是指子宮內(nèi)膜基底層受多種因素作用而損傷，導(dǎo)致宮腔或?qū)m頸管出現(xiàn)完全或部分阻塞、粘連，在子宮腔內(nèi)形成纖維組織，其與月經(jīng)異常、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、繼發(fā)性不孕和妊娠并發(fā)癥等有關(guān)，對女性的生殖健康影響嚴(yán)重[3]。盡管宮腔鏡下粘連分離術(shù)是治療IUA的理想選擇，但術(shù)后復(fù)發(fā)率仍高達(dá)62.5%[4]。因此，需要探尋新的治療方法來防治IUA的形成與復(fù)發(fā)。本文主要探討了纖維化及炎癥反應(yīng)相關(guān)分子在IUA發(fā)生進(jìn)展中的作用，以期為IUA的治療開拓新思路。

一、IUA的概述

子宮內(nèi)膜在月經(jīng)周期中經(jīng)歷動態(tài)、周期性的再生分化，再生包括功能層和基底層[5]。IUA可由妊娠后刮宮引起的子宮內(nèi)膜基底層損傷發(fā)展而來，也可能發(fā)生在宮腔鏡手術(shù)、子宮動脈栓塞或子宮結(jié)核后[6]。目前普遍認(rèn)為機(jī)械性損傷和感染是IUA發(fā)生的主要原因。當(dāng)子宮內(nèi)膜功能修復(fù)障礙時，可導(dǎo)致子宮內(nèi)膜纖維化。纖維化是漸進(jìn)性的慢性過程，它是由炎癥細(xì)胞因子和纖維化因子相互作用形成的[7]。子宮內(nèi)膜纖維化被認(rèn)為是IUA發(fā)展中的重要病理變化，其特征是上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化和成纖維細(xì)胞活化，使細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)過度沉積，形成粘連，這個過程可以通過多種信號傳導(dǎo)途徑觸發(fā)，在纖維性瘢痕的發(fā)病機(jī)理中起著重要的作用[8-9]。

二、IUA發(fā)生中的纖維化相關(guān)分子

1.轉(zhuǎn)化生長因子(Transforming growth factor，TGF-β)：TGF-β是纖維化形成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，可促進(jìn)纖維化進(jìn)程和誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌纖維細(xì)胞，并使ECM沉積異常增加，從而促進(jìn)IUA的形成[10]。TGF-β1是TGF-β的亞型，是啟動和終止組織下游修復(fù)的主要細(xì)胞因子，可直接激活Smad信號傳導(dǎo)，從而觸發(fā)促纖維化基因過表達(dá)[11-12]。研究發(fā)現(xiàn)，在IUA患者的子宮內(nèi)膜中，TGF-β1的表達(dá)顯著升高[13]。此外，Salma等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在IUA患者和IUA兔子模型中，TGF-β1可能通過Smad3影響子宮內(nèi)膜纖維化。國內(nèi)也有研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1 mRNA在IUA組織中過表達(dá)，TGF-β1蛋白水平也增高，提示TGF-β1/Smads通路在宮腔纖維化發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用[15]。同時，其他研究表明，TGF-β1可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞和炎性細(xì)胞的聚集以及膠原蛋白和纖維蛋白的合成，從而進(jìn)一步導(dǎo)致ECM的沉積和降解，促進(jìn)細(xì)胞分化和凋亡[16]。由此表明TGF-β1在IUA的發(fā)病機(jī)理中起著至關(guān)重要的作用。

2.基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinase，MMP)：MMP是ECM降解的蛋白酶，在預(yù)防纖維化中起核心作用[17]。MMP-9是基質(zhì)金屬蛋白酶類(MMPS)家族的成員，特有Ⅴ型膠原樣功能域，是鋅依賴性蛋白水解酶，可以降解ECM的各種成分，包括層粘連蛋白、動蛋白和纖連蛋白等[18]。MMP-9可以降解絕大多數(shù)ECM的沉積，并減少血纖蛋白的沉積，這是維持纖維化動態(tài)平衡的重要標(biāo)志[19]。當(dāng)MMP-9蛋白水解活性降低時，打破了纖維蛋白合成、溶解的平衡，導(dǎo)致ECM不斷的沉積，進(jìn)而導(dǎo)致子宮內(nèi)膜出現(xiàn)纖維化，促進(jìn)IUA[20]。另外，尚雪等[21]研究MMP-9在不同程度IUA患者中的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，MMP-9的表達(dá)越低，患者IUA程度越高。

3.血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)：VEGF是重要的促血管生成因子。血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)是一系列跨膜受體酪氨酸激酶，可與VEGF結(jié)合以啟動信號級聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞遷移、有絲分裂和增殖，從而促進(jìn)血管生成并誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜纖維化[22]。VEGFR-2也稱為含激酶插入結(jié)構(gòu)域的受體(KDR)，是VEGFR的亞型之一，VEGF的生物活性主要通過與KDR競爭性結(jié)合來實現(xiàn)[23]。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)IUA患者的子宮內(nèi)膜中KDR表達(dá)升高，與IUA的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。Chen等[25]認(rèn)為IUA患者的子宮內(nèi)膜組織中血管閉合、VEGF的表達(dá)升高，子宮內(nèi)膜血運重建和局部缺血受損是子宮中內(nèi)膜修復(fù)受損、子宮內(nèi)膜瘢痕和IUA形成的主要原因。劉智敏等[26]研究發(fā)現(xiàn)，隨著粘連程度加重，VEGF表達(dá)強(qiáng)度依次增強(qiáng)，與其受體結(jié)合后加速血管增生及增強(qiáng)血管壁通透性，同時也可促進(jìn)TGF-β的表達(dá)，使內(nèi)膜逐漸纖維化，最終形成粘連。

4.叉頭框F2(Forkhead box F2，F(xiàn)ox F2)：Fox F2是Fox轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，能夠抑制蛋白酶的表達(dá)，增加蛋白酶抑制分子的表達(dá)并使蛋白酶活性減弱，進(jìn)而阻礙子宮內(nèi)膜修復(fù)過程中纖維組織的水解，并促進(jìn)IUA的發(fā)生[27]。Chen等[28]研究表明，F(xiàn)ox F2在體內(nèi)外纖維化細(xì)胞中均明顯表達(dá)，F(xiàn)ox F2下調(diào)或/和Smad6上調(diào)可抑制纖維化過程中膠原蛋白的產(chǎn)生和細(xì)胞增殖，與人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞系(HESCs)纖維化的發(fā)病機(jī)理有關(guān)。陳思萍等[29]發(fā)現(xiàn)用TGF-β1作用于HESCs后，F(xiàn)ox F2表達(dá)上調(diào)，通過促進(jìn)ECM的合成和沉積來加速纖維化的進(jìn)展，參與子宮內(nèi)膜纖維化的發(fā)生發(fā)展過程。

5.膠原蛋白(Collagen)：膠原蛋白是ECM的主要成分，在傷口愈合中起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)組織受損時，需要膠原蛋白來修復(fù)缺損，恢復(fù)解剖結(jié)構(gòu)和功能，而過多的膠原蛋白產(chǎn)生會導(dǎo)致器官纖維化[30]。目前發(fā)現(xiàn)的膠原蛋白有20多種，其中以Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅴ型最為豐富，在纖維組織中廣泛表達(dá)[31]。Col1A1是I型膠原蛋白的一種亞型，有研究認(rèn)為在具有纖維化的HESCs中，Col1A1 mRNA和蛋白表達(dá)水平均顯著高于正常對照組[32]。另外COL5A2是Ⅴ型膠原蛋白的一種亞型，被定義為調(diào)節(jié)性原纖維形成膠原蛋白。Chen等[28]證實了COL5A2在HESC和大鼠IUA模型中過表達(dá)，并且與IUA的程度呈正相關(guān)。

三、IUA發(fā)生中的炎癥因子

1.白細(xì)胞介素-6(Interleukin 6，IL-6)：炎癥介導(dǎo)的子宮內(nèi)膜損傷被認(rèn)為在IUA的發(fā)病機(jī)理中起著決定性的作用，炎癥會持續(xù)較長時間，觸發(fā)異常的子宮內(nèi)膜功能，從而促進(jìn)纖維化和粘連的形成[33]。IL-6主要誘導(dǎo)組織因子的表達(dá)，引發(fā)凝血級聯(lián)反應(yīng)并最終導(dǎo)致纖維蛋白沉積[34]。IL-6也是一種促炎細(xì)胞因子，可將急性炎癥轉(zhuǎn)變?yōu)楦缘拇倮w維化狀態(tài)，影響受損組織修復(fù)[35]。已有研究表明，IL-6通過調(diào)節(jié)TGF-β信號傳導(dǎo)、刺激成纖維細(xì)胞的增殖以及膠原蛋白的產(chǎn)生促進(jìn)纖維化的發(fā)展[36]。在IUA大鼠模型中，通過機(jī)械性損傷或感染引起的機(jī)械性損傷(雙重?fù)p傷)造模后，IL-6表達(dá)明顯增加，以此證明造模成功[37]。Ebrahim等[38]研究表明，IUA組IL-6的基因表達(dá)顯著上調(diào)，在間充質(zhì)干細(xì)胞治療后IL-6顯著下調(diào)，從而也證明IL-6通過將急性炎癥轉(zhuǎn)變?yōu)槁岳w維化狀態(tài)參與了受損組織的修復(fù)。

2.腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor alpha，TNF-α)：TNF-α主要是由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放的炎性細(xì)胞因子，激活其他細(xì)胞因子，參與炎性反應(yīng)過程[39]。Ebrahim等[38]在大鼠IUA模型中發(fā)現(xiàn)TNF-α的基因表達(dá)顯著上調(diào)，TNF-α與相關(guān)因子結(jié)合能夠增加TGF-β誘導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，這是纖維形成過程中的重要細(xì)胞過程。Zhang等[40]在用人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(UC-MSC)治療慢性子宮內(nèi)膜損傷時，通過減輕子宮內(nèi)膜纖維化和炎癥反應(yīng)，促進(jìn)子宮內(nèi)膜修復(fù)，其主要原因是促炎因子的下調(diào)，其中促炎因子就包括TNF-α。國內(nèi)也有研究認(rèn)為，TNF-α的高表達(dá)可引發(fā)VEGF大量生成，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞的大量增生與聚集[41]。另外宮內(nèi)感染所引發(fā)的炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致IUA的發(fā)生，抑制TNF-α的大量產(chǎn)生可能對預(yù)防粘連有一定效果[42]。

四、結(jié)語與展望

近年來，隨著宮腔操作的增加，IUA的發(fā)病率也逐年上升，但其發(fā)病機(jī)制仍不是十分明確，宮腔鏡下粘連分離術(shù)是治療IUA的理想選擇，但術(shù)后復(fù)發(fā)率仍很高，因此對IUA治療的研究十分重要。目前研究顯示纖維化及炎癥反應(yīng)在IUA的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。本文探討了在纖維化形成過程中的相關(guān)分子，以及炎癥反應(yīng)的相關(guān)分子，發(fā)現(xiàn)二者與IUA的形成機(jī)制有密切關(guān)系。因此，通過調(diào)節(jié)這些分子的表達(dá)，可能為IUA的防治提供新途徑和思路，有利于推進(jìn)靶向分子治療的發(fā)展。