姜黃素在子宮內(nèi)膜異位癥中的作用及機制研究進展

毛佳婷 余柯達 包 云 柴 娟 鄒立波

（金華市人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，浙江金華321000）

目前育齡女性中6%～10%患有子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs），25%～50%的不孕女性患有EMs，30%～50%的EMs女性患者不孕[1]。EMs的發(fā)病機制目前仍不清楚，可能與細胞增殖、凋亡、炎癥反應(yīng)及血管生成等有關(guān)。EMs的治療主要通過藥物及手術(shù)治療，西藥治療具有避孕效果，且有激素相關(guān)副作用及費用較高等局限性[2]；手術(shù)治療可以去除病灶，緩解患者的臨床癥狀，但術(shù)后1年內(nèi)復(fù)發(fā)率為10%～15%，5年內(nèi)復(fù)發(fā)率為40%～50%[3]。因此尋找安全、有效、副作用少的EMs治療方法仍然是研究的重點。

目前姜黃已被廣泛用作食品添加劑和藥物，姜黃素是一類從姜黃類植物中提取的多酚物質(zhì)，具有抗炎、抗腫瘤和抗氧化等多方面的藥理作用，且具有安全、副作用較小等特點[4-5]。多項研究表明姜黃素能抑制EMs的發(fā)展并逆轉(zhuǎn)EMs引起的不孕，其作用機制涉及對EMs病理過程的抑制及對卵泡生長的改善?，F(xiàn)將姜黃素對EMs的作用及機制的研究進展概述如下。

1 對異位內(nèi)膜細胞生長增殖的抑制及對凋亡的促進作用

子宮內(nèi)膜細胞增殖與凋亡的相互協(xié)調(diào)致子宮內(nèi)膜周期性增生與脫落，EMs患者的異位子宮內(nèi)膜細胞增殖與凋亡的失衡可能是EMs發(fā)生的重要原因[6]。體內(nèi)外實驗表明姜黃素可抑制EMs異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞和上皮細胞的生長增殖并促進細胞的凋亡[7-8]。CAO等[7]的體外研究顯示0、20、50 μmol/L的姜黃素以濃度和時間依賴的方式抑制正常和異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞的生長，將細胞周期阻滯在G1 期，阻礙細胞進入S期，抑制細胞DNA合成及增殖。50 μmol/L姜黃素可誘導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞出現(xiàn)4.7%早期凋亡及28.4%晚期凋亡，而誘導(dǎo)正常子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞出現(xiàn)2.8%早期凋亡及21.4%晚期凋亡。BOROUMAND S等[8]的研究結(jié)果表明，將姜黃素負載納米纖維腹腔注射EMs小鼠21 d后，可顯著抑制異位病灶中囊腫的生長，抑制異位子宮內(nèi)膜腺體和間質(zhì)的生長及炎性細胞浸潤。

姜黃素對細胞凋亡的促進作用主要涉及以下通路的激活[9-10]。王澍弘等[9]將22 例EMs患者的異位內(nèi)膜離體組織分離為單細胞后培養(yǎng)，給予0、10、50 μmol/L的姜黃素處理，姜黃素以時間、劑量依賴性方式抑制異位子宮內(nèi)膜細胞生長，并上調(diào)半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）的表達而促進細胞凋亡。JANA S等[10]研究顯示姜黃素可抑制EMs小鼠腹腔異位內(nèi)膜病灶中核因子κB（NF-κB）的核轉(zhuǎn)錄及基質(zhì)金屬蛋白酶-3（MMP-3）的活性，抑制EMs的進展，并通過線粒體依賴的方式上調(diào)細胞色素-c（cytochrome-c）、caspase-9 促凋亡因子/抑制凋亡因子（Bax/Bal-2）、腫瘤抑制蛋白P53 的表達，促進異位內(nèi)膜細胞的凋亡。

2 抑制EMs雌激素生成

EMs是一種雌激素依賴性疾病，EMs患者血清、腹膜液及病灶中的雌二醇（E2）濃度增高，E2與雌激素受體（ER）結(jié)合，促進異位病灶中血管內(nèi)皮細胞增殖、血管形成；E2也可提高基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）的活性，從而促進內(nèi)膜細胞的浸潤、遷移等。EMs異位病灶中雌激素的生成是通過環(huán)氧化酶（COX-2）—前列腺素E2（PGE2）—芳香化酶（P450arom）—雌二醇（E2）的正反饋形式產(chǎn)生，白細胞介素1β（IL-1β）刺激COX-2合成，使體內(nèi)E2水平及活性增高[11]。姜黃素則可抑制PGE2、P450arom、COX-2與IL-1β的表達，阻斷E2生成而抑制異位子宮內(nèi)膜生長[11]。ZHANG Y等[12]的研究也表明30 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞分泌的E2水平，從而抑制細胞生長。此外，姜黃素可降低EMs大鼠血清E2的表達水平，降低異位內(nèi)膜組織雌激素受體α（ERα）、增殖細胞核抗原（PCNA）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達，從而抑制異位子宮內(nèi)膜病灶的體積增長及血管生成[13]。

3 發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用

近年來的研究發(fā)現(xiàn)EMs患者體內(nèi)存在著氧化應(yīng)激反應(yīng)的異常激活及活性氧（ROS）的顯著增加，而總抗氧化能力減弱即抗氧化酶和抗氧化標(biāo)志物水平降低，使DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)產(chǎn)生氧化修飾作用并影響其功能。氧化與抗氧化的失衡導(dǎo)致ROS升高，促進異位內(nèi)膜組織在異位病灶的生長及黏附，促進EMs的發(fā)展及女性不孕[14]。一些研究認為姜黃素對EMs具有一定的抗氧化應(yīng)激及抗自由基活性的特性[15-16]。KUMAR JANA S[15]的研究結(jié)果表明，來曲唑結(jié)合姜黃素的納米顆粒的應(yīng)用可降低EMs小鼠血清中ROS和脂質(zhì)過氧化物（LPO）水平，且升高總抗氧化能力（TAC）水平，明顯降低血清中MMP-2、MMP-9、VEGF、E2的水平，從而抑制異位子宮內(nèi)膜樣腺體及微血管的生長，繼而抑制EMs的發(fā)展。SWARNAKAR S等[16]的研究結(jié)果表明，姜黃素可抑制MMP-9的活性及異位子宮內(nèi)膜組織中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化。

4 抑制EMs相關(guān)的炎癥反應(yīng)

有證據(jù)表明炎癥反應(yīng)與EMs的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，當(dāng)EMs患者病灶中出現(xiàn)異位的子宮內(nèi)膜時，引起巨噬細胞、淋巴細胞、NK細胞等的浸潤，激活相關(guān)炎癥信號通路，分泌腫瘤壞死因子α（TNF-α）、IL-1β、IL-6 等各類因子，促進細胞生長增殖、黏附、侵襲、血管生成，并抑制異位子宮內(nèi)膜細胞的凋亡[17-18]。多項研究表明，姜黃素可以調(diào)整上述炎癥細胞的活性及其分泌的各類細胞因子的表達[19]。

EMs患者血液、腹膜液、異位內(nèi)膜組織中IL-1β、巨噬細胞抑制因子（MIF）的表達升高，IL-1β可通過NF-κB通路促進MIF的產(chǎn)生，姜黃素則可阻斷IL-1β誘導(dǎo)的NF-κB的激活及MIF的表達，從而發(fā)揮抗炎作用，抑制血管生成和組織重構(gòu)[20]。TNF-α、干擾素-γ（INF-γ）可誘導(dǎo)細胞間黏附分子-1（ICAM-1）及血管內(nèi)皮細胞黏附分子-1（VCAM-1）的表達，后兩者對白細胞黏附于血管內(nèi)皮及遷移至炎癥部位具有重要的作用，姜黃素則可抑制TNF-α誘導(dǎo)的子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中IL-6、IL-8、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、ICAM-1、VCAM-1的分泌及逆轉(zhuǎn)抑制蛋白-α（IκB-α）的激活[21]。

姜黃素對EMs炎癥因子表達的影響，也涉及其他信號通路。CHOWDHURY I等[22]的研究表明，姜黃素可通過抑制IκB激酶（IKKα/β）、NF-κB、信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）的磷酸化而抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中的細胞因子IL-6、IL-8、趨化因子-10（IP-10）、粒細胞集落刺激因子（G-CSF）、MCP-1、受激活調(diào)節(jié)正常T細胞表達和分泌因子（RANTES）的表達，上調(diào)抗炎因子IL-10和IL-12的表達。

5 抑制異位子宮內(nèi)膜細胞遷移和侵襲

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物（TIMPs）以一定的比例存在，維持細胞外基質(zhì)（ECM）的穩(wěn)定，兩者比例失衡造成ECM的降解而增強子宮內(nèi)膜組織的侵襲力，促進EMs的發(fā)生發(fā)展。

研究發(fā)現(xiàn)EMs患者異位子宮內(nèi)膜組織中MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-11的活性較高，而姜黃素可抑制MMP-2、MMP-3、MMP-9及相關(guān)分子的表 達[10，16，23-24]。SWARNAKAR S等[16]的研 究 結(jié) 果表明，MMP-9的表達與異位子宮內(nèi)膜組織體積呈正相關(guān)，姜黃素則以劑量依賴的方式抑制EMs小鼠體內(nèi)異位子宮內(nèi)膜組織中MMP-9的表達與分泌，上調(diào)TIMP-1的表達。EMs早期階段的異位子宮內(nèi)膜組織中也存在MMP-2表達上調(diào)，其主要參與了Ⅳ型膠原蛋白的降解、MMP-2的激活及抑制受TIMP-2及膜型基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MT1MMP）調(diào)節(jié)。JANA S等[24]發(fā)現(xiàn)在BABL/C小鼠子宮內(nèi)膜異位癥誘導(dǎo)的第2～5日出現(xiàn)了proMMP-2的表達增強、TIMP-2表達抑制，第3、5日出現(xiàn)MMP-2的表達增強，而按48 mg/kg姜黃素給藥可抑制異位子宮內(nèi)膜中MT1MMP、MMP-2的表達，上調(diào)TIMP-2的表達及降低MMP-2/TIMP-2的比例，從而抑制EMs的進展。

此外，近期的研究證實EMs異位子宮內(nèi)膜組織中c-AMP依賴的Cl-和H轉(zhuǎn)運通道（CFTR）和尿激酶型纖溶酶原激活物受體（uPAR）的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平均顯著增加，兩者可促進細胞遷移，姜黃素或Bay則可抑制CFTR高表達的人子宮內(nèi)膜Ishikawa細胞中的NF-κB、p65 和uPAR的表達而抑制細胞遷移[25]。

6 抑制異位內(nèi)膜組織血管生成

異位的內(nèi)膜組織需要形成新的血管，為細胞生長、增殖、侵襲提供營養(yǎng)物質(zhì)。血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）是促進異位內(nèi)膜組織血管形成的最主要的細胞因子[26]。在EMs患者腹腔液及異位病灶中VEGF表達增高，與病灶組織中微血管密度（MVD）升高呈正相關(guān)。ZHANG Y等[27]對EMs大鼠胃內(nèi)給予姜黃素[0 mg/（kg·d）、50 mg/（kg·d）、100 mg/（kg·d）和150 mg/（kg·d）]，進行連續(xù)4周的治療，通過組織學(xué)和免疫組織化學(xué)染色檢查異位子宮內(nèi)膜MVD及VEGF的表達情況，結(jié)果表明姜黃素以劑量依賴的方式抑制MVD及VEGF的表達（P＜0.05）。CAO H等[7]研究表明20 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞及正常子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中VEGF的表達。以上研究表明姜黃素可通過抑制EMs動物模型病灶血管生成及異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中VEGF的表達，阻礙EMs的進展。

7 改善EMs卵泡生長

EMs與不孕的相關(guān)機制并未明確，有研究者提出EMs中氧化應(yīng)激及炎癥因子改變是導(dǎo)致卵泡生長障礙、卵母細胞質(zhì)量下降而不孕的因素之一。卵泡的生長與發(fā)育是一個動態(tài)的過程，包括顆粒細胞的增殖分化及卵母細胞的成熟，卵母細胞和顆粒細胞通過旁分泌的方式相互作用，促進生長[28]。生長分化因子-9（GDF-9）是由卵母細胞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化生長因子β（TGFβ）家族的細胞因子，促進顆粒細胞的生長與分化；顆粒細胞則分泌Kit配體（KitL），與卵母細胞上的干細胞因子受體（c-Kit）結(jié)合，KitL/c-Kit的結(jié)合激活下游的信號通路，促進卵母細胞的生長[29-30]。HENDARTO H等[29]發(fā)現(xiàn)EMs不孕女性卵泡液中GDF-9 的濃度較對照組低，且隨著EMs嚴重程度的增加而降低，因此卵泡液中較低的GDF-9 濃度與EMs卵泡發(fā)育異常及排卵障礙密切相關(guān)。該研究者在后續(xù)的實驗中發(fā)現(xiàn)姜黃素可改善EMs患者GDF-9 的表達，其首先取出牛卵巢卵泡中的卵冠丘復(fù)合物（COCs），收集EMs不孕婦女腹膜液（PF），然后在PF和組織培養(yǎng)基199（TCM199）中加入姜黃素，制成培養(yǎng)基；將牛COCs培養(yǎng)在TCM199、TCM199+PF和TCM199+PF+姜黃素3 組培養(yǎng)基后，采用免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測COCs中GDF-9、KitL和TNF-α表達。結(jié)果表明PF處理組中COCs的GDF-9、KitL表達下降，TNF-α表達升高，而經(jīng)TCM199+PF+姜黃素處理后，COCs中GDF-9、KitL表達上調(diào)，TNF-α表達下調(diào)[30]。綜上，姜黃素對EMs引起的不孕可能具有一定的調(diào)理作用，但仍需深入的研究以明確其療效。

8 結(jié)語

綜上所述，姜黃素可通過以上各機制抑制EMs的發(fā)生和發(fā)展，因此姜黃素有望用于EMs的治療，改善其相關(guān)癥狀及抑制不孕癥的發(fā)生。近年來姜黃素對EMs的研究雖然較多，但局限于體外細胞實驗與小鼠的體內(nèi)實驗，姜黃素運用于EMs的臨床治療實驗較為缺乏，仍需嚴謹?shù)呐R床研究，以驗證其療效和安全性。目前研究多關(guān)注姜黃素對EMs發(fā)生、發(fā)展的抑制作用，而關(guān)于姜黃素是否能改善EMs不孕相關(guān)的卵泡微環(huán)境及卵泡生長發(fā)育的研究相對較少，因此，姜黃素是否能調(diào)節(jié)EMs不孕相關(guān)卵泡液中的各類炎癥因子、細胞因子的濃度，顆粒細胞中的因子和受體的表達，卵母細胞成熟度等，這其中所涉及的其他分子機制仍有待于進一步研究。此外姜黃素和西醫(yī)藥相結(jié)合用于EMs及相關(guān)性不孕的治療，以減少西醫(yī)藥副作用及解決有關(guān)EMs易復(fù)發(fā)的問題，也是未來的研究方向之一。