TGF-β1 和CTGF 與輸卵管炎性阻塞性不孕輸卵管纖維化相關(guān)性的研究進(jìn)展

張 宇 薛勤梅

1.山西省中醫(yī)藥研究院，山西太原 030012；2.山西省中醫(yī)院婦科，山西太原 030012

不孕癥是本世紀(jì)威脅人類健康的三大疾病之一，其中輸卵管炎性阻塞性不孕（SOI）占30%～50%，是女性不孕的一個重要原因[1]。SOI 是指由急、慢性炎癥引起輸卵管不同程度粘連、梗阻，致其拾卵、受精、運(yùn)輸受精卵等功能受影響而引發(fā)不孕。近年來醫(yī)療技術(shù)取得一定的進(jìn)展，但由于本病易復(fù)發(fā)且難逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，因而應(yīng)更注重疾病的早期預(yù)防和治療。研究表明，轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）與結(jié)締組織生長因子（CTGF）在輸卵管炎癥和纖維化的過程中扮演關(guān)鍵角色，若能有效控制其表達(dá)，將會一定程度地改善炎癥所致的輸卵管纖維化結(jié)局，降低SOI 的發(fā)病率[2]。本文對TGF-β1、CTGF 與SOI 及輸卵管纖維化的關(guān)聯(lián)性作一綜述，為疾病的預(yù)防和診斷治療提供有力參考。

1 SOI 與輸卵管纖維化的關(guān)系

1.1 炎癥反應(yīng)與器官纖維化的關(guān)系

炎癥反應(yīng)與器官纖維化之間有緊密的聯(lián)系，纖維化的每個過程均可見炎癥因子的作用[3]，且細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的積累是纖維化的關(guān)鍵。在纖維化的過程中，有害刺激使機(jī)體內(nèi)大量炎細(xì)胞浸潤，炎癥因子的聚集刺激纖維化因子表達(dá)，加強(qiáng)成纖維細(xì)胞的增殖和活性，促使ECM 大量堆積或抑制降解，導(dǎo)致纖維組織增加，發(fā)展為器官結(jié)構(gòu)改變和功能損傷[4]。多項(xiàng)研究顯示，免疫細(xì)胞在炎癥修復(fù)過程中產(chǎn)生促纖維化和促炎性細(xì)胞因子，纖維化在初期是可以逆轉(zhuǎn)的，但反復(fù)、持續(xù)或劇烈的組織損傷，使正常組織過度修復(fù)，發(fā)展為不可逆轉(zhuǎn)的纖維化，最終導(dǎo)致器官功能的喪失和結(jié)構(gòu)的改變[3]。此外，先前的研究證明，早期阻斷或及時控制炎癥的發(fā)展可有效抑制纖維化的形成[5]。

1.2 慢性炎癥與SOI 的關(guān)系

SOI 可以由下生殖道炎癥、闌尾炎、盆腔炎、輸卵管結(jié)核或手術(shù)感染等病原菌侵襲輸卵管，引發(fā)炎癥損傷發(fā)展而來。慢性炎癥遷延反復(fù)，不斷釋放炎性因子，持續(xù)刺激輸卵管組織出現(xiàn)水腫、充血，黏膜和纖毛損傷，傘端粘連閉鎖，或與盆腔周圍組織粘連，最后隨著瘢痕、輸卵管纖維化組織的形成，出現(xiàn)管腔狹窄、僵硬或梗阻，失去正常的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能，使受精過程及受精卵的運(yùn)送受阻，從而導(dǎo)致婦女不能受孕。有學(xué)者認(rèn)為輸卵管炎癥屬于“纖維化”的范圍[6]，其急性期的病理基礎(chǔ)為黏膜層炎癥改變，慢性期為輸卵管纖維化[7]。因而，纖維化作為SOI 的病理基礎(chǔ)和慢性炎癥發(fā)展的終末階段，具有重要的探究意義。

2 TGF-β1 與輸卵管纖維化的關(guān)系

2.1 TGF-β 概述

TGF-超家族（TGF-β1、2、3）在哺乳動物的多個器官系統(tǒng)中均見表達(dá)，具有多樣的生物學(xué)效應(yīng)，TGFβ1、2 對器官纖維化有促進(jìn)功能，TGF-β3 則相反。TGF-β1 是現(xiàn)階段認(rèn)為活性最強(qiáng)的促纖維化因子，主要參與組織修復(fù)、基質(zhì)形成、細(xì)胞生長分化、炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答等過程，在炎癥和纖維化中起關(guān)鍵作用[8]。

2.2 TGF-β1 在炎癥及纖維化中的作用

損傷及炎癥發(fā)生時，炎細(xì)胞的刺激使TGF-β1 的表達(dá)增強(qiáng)，TGF-β1 與細(xì)胞膜表面的受體TβR-Ⅱ、TβR-Ⅰ先后結(jié)合，以激活多條信號通路[9]（其中以TGF-β1/Smads 信號通路作用最為明顯），再誘導(dǎo)Smad2、3蛋白磷酸化，后與Smad4 形成蛋白質(zhì)復(fù)合物，跨越核膜傳遞信號至細(xì)胞核，調(diào)節(jié)基質(zhì)蛋白等目的基因的轉(zhuǎn)錄，以促進(jìn)間質(zhì)細(xì)胞收縮從而愈合創(chuàng)傷[10]。生理環(huán)境中，ECM 的合成、降解是動態(tài)平衡的，但在創(chuàng)傷或炎癥遷延反復(fù)、不能及時停止的情況下，TGF-β1 保持高表達(dá)，持續(xù)促進(jìn)ECM 合成。TGF-β1 還可以通過促進(jìn)纖溶酶原激活物抑制因子、金屬蛋白酶抑制因子的合成來抑制纖溶酶原激活因子和基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)及活性，從而削弱這二者對ECM 的分解作用，間接促成ECM 的積累，導(dǎo)致正常器官組織逐漸被纖維組織取代。此外，TGF-β1 不僅促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖，還可以使其在重塑期大量轉(zhuǎn)化為分泌胞外基質(zhì)的肌成纖維細(xì)胞[11]。同時，TGF-β1 促使成纖維細(xì)胞合成TGF-β1，這也推進(jìn)了纖維化的發(fā)展或加重纖維化的程度。

2.3 TGF-β1 在輸卵管纖維化中的研究

早先的研究觀察到皮下注射TGF-β1 后ECM 的沉積增多[12]，用TGF-β 治療創(chuàng)傷可以有效促進(jìn)傷口閉合及瘢痕形成[13]，均表明TGF-β 對促進(jìn)ECM 沉積的必要性。另外有實(shí)驗(yàn)描述，阻斷TGF-β 與其抗體結(jié)合可減少膠原蛋白沉積并促進(jìn)傷口愈合[5]，從反面證實(shí)了這一理論。研究者用免疫組化半定量法測得SOI患者輸卵管中TGF-β1 的表達(dá)顯著高于正常組，這說明SOI 的發(fā)生可能與TGF-β1 的過度表達(dá)有關(guān)，今后應(yīng)關(guān)注SOI 患者TGF-β1 的表達(dá)[14]。另外研究發(fā)現(xiàn)，輸卵管傘端粘連部位TGF-β1、TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ的表達(dá)明顯高于未粘連組，說明由傘端粘連所致的不孕癥與TGF-β1 及受體的異常表達(dá)有顯著的關(guān)聯(lián)性，但其表達(dá)水平與阻塞、粘連的程度無明顯相關(guān)性[15]。然而另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)[16]發(fā)現(xiàn)，宮腔粘連患者子宮內(nèi)膜中TGFβ1 的表達(dá)越高，其內(nèi)膜的粘連現(xiàn)象表現(xiàn)得越嚴(yán)重，這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)關(guān)于TGF-β1 表達(dá)水平與組織黏連程度的相關(guān)關(guān)系的結(jié)論顯然是不同的，因此還待進(jìn)一步的研究探討。國內(nèi)學(xué)者用道地通管湯對SOI 大鼠模型分組治療，發(fā)現(xiàn)通過活血通經(jīng)中藥升高輸卵管組織中Smad7 的表達(dá)，降低Smad2、Smad3、TGF-β1 表達(dá)的組別，其炎癥也在一定程度上被抑制，輸卵管的修復(fù)得以改善，推論其療效可能與抑制TGF-β1 信號通路有關(guān)[17]。

3 CTGF 與輸卵管纖維化的關(guān)系

3.1 CTGF 概述

CTGF 屬于即刻早期基因CCNs（Cyr61、CTGF 和NOV）家族，最初發(fā)現(xiàn)于結(jié)締組織再生及傷口愈合相關(guān)的內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中[18]，主要由內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等分泌[19]，廣泛存在于皮膚、平滑肌、前列腺、腎臟、子宮內(nèi)膜等器官中[20-21]。CCNs除在腫瘤和纖維化等疾病中高表達(dá)，也有控制細(xì)胞增殖、分化等作用[22]。CTGF 是幫助TGF-β1 實(shí)現(xiàn)促纖維化效應(yīng)的重要細(xì)胞因子，且作為TGF-β1 的下游反應(yīng)介質(zhì)，表現(xiàn)出與TGF-β1 類似的生物學(xué)功能，例如：CTGF 促進(jìn)成纖維細(xì)胞合成、使其向肌成纖維細(xì)胞分化[23]；在炎癥、創(chuàng)傷愈合階段中起調(diào)節(jié)作用；促進(jìn)特定細(xì)胞的膠原合成、促進(jìn)ECM 合成并抑制其降解。與CTGF 相互作用的生長因子主要包括胰島素樣生長因子1、TGF-β1、血管內(nèi)皮生長因子等，但目前認(rèn)為CTGF 沒有特有的受體，而是通過其高親和力與其他因子作用來傳遞信號。

3.2 CTGF 在輸卵管纖維化中的研究

CTGF 的表達(dá)和器官纖維化水平是協(xié)同增長的。通過抑制CTGF 來減弱其對糖尿病腎病中BMP-7 信號通路的抑制作用，保證了BMP-7 抑制TGF-β1 的促纖維化作用。CTGF 的單克隆抗體FG-3019 已被證實(shí)可以改善糖尿病并發(fā)癥大鼠模型的心功能并逆轉(zhuǎn)血管僵硬。在大量膠原蛋白沉積的情況下，通過siRNA抑制CTGF，可以減弱或逆轉(zhuǎn)四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化。國內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，通管方可以抑制SOI 模型大鼠輸卵管中TGF-β1、CTGF 的表達(dá)，從而改善炎癥癥狀、減少膠原蛋白合成和ECM 的沉積[2]，為未來SOI 的治療提供了新策略。來自其他器官的實(shí)驗(yàn)表明[24-25]，CTGF 可以促進(jìn)纖維化進(jìn)程，抑制CTGF 可以使器官恢復(fù)正常的傷口愈合反應(yīng)和正常的結(jié)構(gòu)及功能。因此，抑制CTGF的表達(dá)可能對抗纖維化和組織重塑起調(diào)控作用。

4 CTGF 與TGF-β1 的關(guān)系

4.1 CTGF 與TGF-β1 的相互作用

CTGF 是TGF-β1 的下游反應(yīng)元件，二者共同調(diào)節(jié)SOI 的發(fā)生發(fā)展。TGF-β1 可以增強(qiáng)單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等分泌合成CTGF 的能力而刺激ECM 的產(chǎn)生，同時，CTGF 也可以誘導(dǎo)TGF-β1 的表達(dá)，提升低濃度TGF-β1 與TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ的結(jié)合力，使TGF-β1促ECM 沉積的作用增強(qiáng)。Lipson 等[26]發(fā)現(xiàn)CTGF 的表達(dá)對于成纖維細(xì)胞增殖是必不可少的，抑制CTGF 則會阻止TGF-β1 誘導(dǎo)的纖維化進(jìn)程，說明TGF-β1 無法獨(dú)立促進(jìn)纖維化進(jìn)程，只有在CTGF 的介導(dǎo)下才可以發(fā)揮促纖維化作用。

4.2 CTGF 與TGF-β1 在纖維化中的研究

研究顯示，傷口部位的TGF-β1 表達(dá)于第3 日達(dá)峰值，CTGF 于第6～9 日達(dá)峰值，且持續(xù)至活性基質(zhì)合成期[27]，說明TGF-β1 的表達(dá)峰值在纖維化早期，而CTGF 的峰值出現(xiàn)較晚，但對纖維化的影響更為持續(xù)。實(shí)驗(yàn)表明，TGF-β1 和CTGF 的表達(dá)水平與子宮內(nèi)膜粘連、纖維化有關(guān)，粘連組的TGF-β1 和CTGF 的表達(dá)比無粘連組高，通過藥物改善纖維化癥狀的組別，其CTGF 和TGF-β1 的含量也隨之降低[28]。因此，TGFβ1 和CTGF 二者協(xié)同作用，成為組織纖維化中的重要環(huán)節(jié)。

諸多盆腔或下生殖道炎性疾病均可以引起輸卵管炎性阻塞性不孕，基于本病的主要病理基礎(chǔ)為輸卵管纖維化，因此有效的控制輸卵管纖維化，將在較大程度上成為降低SOI 的關(guān)鍵。TGF-β1 與CTGF 是兩種主要的促纖維化因子，參與輸卵管纖維化發(fā)生發(fā)展的全程，若能有效地下調(diào)TGF-β1 和CTGF 的表達(dá)，將會控制成纖維細(xì)胞的過度增殖且減少ECM 的病理性沉積，進(jìn)而有效地改善輸卵管纖維化。因而，將TGF-β1 與CTGF 作為阻止輸卵管纖維化的有效作用靶點(diǎn)，將對治療SOI 有重要的意義。