鈣調(diào)節(jié)信號(hào)通路在子宮內(nèi)膜組織病理狀態(tài)下調(diào)控研究進(jìn)展

陳丹偉

廣東醫(yī)科大學(xué)，湛江 524000

子宮內(nèi)膜的主要生理功能是為準(zhǔn)備著床、著床后維持妊娠、未懷孕時(shí)形成月經(jīng)。因此，子宮內(nèi)膜在我們生理周期和物種繁殖中起著關(guān)鍵作用。子宮內(nèi)膜破裂和脫落后的子宮內(nèi)膜修復(fù)涉及炎癥的消退、血管生成、組織重塑和新組織的形成。存在涉及內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信號(hào)生成、傳導(dǎo)與接收，確保有效的子宮內(nèi)膜脫落和隨后的上皮再生（修復(fù)受損的黏膜表面）至關(guān)重要［1］，機(jī)體信號(hào)與離子通道關(guān)系密不可分，離子通道是一組跨膜蛋白，允許離子流過細(xì)胞器膜。離子通過離子通道流動(dòng)可以改變細(xì)胞膜電位、離子梯度、pH值和第2信使信號(hào)。這些特征使得離子通道對(duì)于許多生理過程至關(guān)重要，例如神經(jīng)元信號(hào)傳遞、肌肉收縮、細(xì)胞容積調(diào)節(jié)、酸堿平衡和上皮分泌/吸收，以及細(xì)胞增殖、凋亡和遷移，特別是與癌癥發(fā)展有關(guān)的［2］。目前的研究表明，鈣離子與月經(jīng)周期中的子宮內(nèi)膜變化息息相關(guān)，鈣調(diào)節(jié)信號(hào)通路異常在子宮腺肌?。ˋM）、子宮內(nèi)膜異位癥（EM）、子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展中起了重要作用［3］。

本文就鈣調(diào)節(jié)信號(hào)通路在子宮內(nèi)膜相關(guān)疾病中生理病理性表達(dá)和調(diào)控的研究進(jìn)展作一綜述，探究子宮內(nèi)膜相關(guān)腫瘤疾病發(fā)病機(jī)制、病情進(jìn)展、疾病預(yù)后中鈣調(diào)節(jié)信號(hào)通路的異常，為治療婦科子宮內(nèi)膜相關(guān)腫瘤疾病提供新的方向，減少女性病痛。

鈣調(diào)控結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鈣引起復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)和細(xì)胞內(nèi)信使的激活。鈣是調(diào)節(jié)許多生理過程的重要元素，包括骨形成、肌肉收縮、神經(jīng)元興奮性和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)。到目前為止，在子宮內(nèi)膜中已發(fā)現(xiàn)兩類Ca2+通道，即電壓依賴性Ca2+通道和瞬時(shí)受體電位（TRP）通道。主要的鈣通道包括頂端質(zhì)膜上2個(gè)高選擇性的鈣通道，TRP陽(yáng)離子通道亞家族Ⅴ成員6和5。在鈣離子對(duì)體內(nèi)功能的調(diào)節(jié)中，活性鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在3個(gè)功能步驟中發(fā)揮關(guān)鍵作用：（1）鈣內(nèi)流，（2）通過胞質(zhì)溶膠轉(zhuǎn)運(yùn)，（3）擠壓進(jìn)入血液；由3種蛋白介導(dǎo)：（1）外膜鈣通道蛋白，（2）胞質(zhì)緩沖或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，（3）排泄泵蛋白［1］。此外，在眾多的細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)節(jié)蛋白中，S100、鈣結(jié)合蛋白1［7］、鈣結(jié)合蛋白9k和28k可能參與鈣離子從頂端向基底側(cè)膜的穿梭，而鈉鈣交換劑和質(zhì)膜Ca2+?ATPase 1b在鈣離子的擠出過程中起重要作用［5］。鈣離子通過促進(jìn)細(xì)胞間黏附在子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)過程中起著關(guān)鍵作用，因?yàn)樵S多細(xì)胞黏附分子，如整合素、鈣黏附素、選擇素和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白需要鈣離子來維持其活性［6?7］。

鈣調(diào)節(jié)與激素調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)作用

在哺乳動(dòng)物中，Ca2+在控制子宮肌肉收縮和胚胎著床中起著關(guān)鍵作用。離子通道在許多生理過程中的作用是通過大量激素反映，包括卵巢激素、孕酮和雌二醇（E2）以及生長(zhǎng)因子［8］。內(nèi)分泌?外分泌理論解釋了雌激素在母體妊娠識(shí)別中的作用，即雌激素誘導(dǎo)前列腺素（PG）F2α的分泌模式從子宮血管向子宮腔轉(zhuǎn)移。雌激素還會(huì)增加許多子宮內(nèi)膜基因的表達(dá)，包括重組人醛糖還原酶（AKR1B1）、成纖維生長(zhǎng)因子7（FGF7）、白細(xì)胞介素1受體輔助蛋白（IL1RAP）、溶血磷脂酸受體3（LPAR3）、S100鈣結(jié)合蛋白a7a（S100A7A）、S100鈣結(jié)合蛋白g（S100G）、分泌性磷蛋白1（SPP1）、斯鈣素1（STC1）和TRP陽(yáng)離子通道亞家族Ⅴ成員6（trpv6），其中大多數(shù)在妊娠第12天表達(dá)最高。這些由子宮內(nèi)膜表達(dá)的基因在調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜功能以建立豬妊娠中起關(guān)鍵作用［9］。Geisert等［10］的研究表明雌激素促進(jìn)子宮內(nèi)膜鈣質(zhì)分泌到子宮腔。鈣質(zhì)分泌到子宮腔涉及到子宮內(nèi)膜上的鈣擠壓調(diào)節(jié)分 子，包括質(zhì)膜鈣ATPases（ATP2Bs）、鈉/鈣交換器（SLC8As）、鉀依賴性鈉/鈣交換器（SLC24As），其參與調(diào)節(jié)鈣分泌［11］。Pietras和Szego［12］發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)鈣離子載體a23817與E2結(jié)合使用時(shí)，才觀察到前列腺素F2α的合成。其他研究人員觀察到，E2的影響常常與細(xì)胞溶膠中游離鈣濃度增加有關(guān)。胚胎移植受體中有較高濃度的蛋白激酶C和磷脂酶A2（PLA2）會(huì)增加前腺素F2α的濃度，而鈣離子載體a23817對(duì)蛋白激酶C和PLA2有刺激作用。E2處理的子宮內(nèi)膜外植體中，較高濃度的PLA2可能會(huì)在蜂毒素存在下促進(jìn)前列腺素F2α的合成。這可以解釋為鈣可能是激活PLA2的主要限制因素。當(dāng)鈣離子載體a23817存在時(shí)，E2處理的外植體中存在較高濃度的蛋白激酶C（PKC）和PLA2，這些酶促進(jìn)了前列腺素F2α的合成。細(xì)胞合成前列腺素F2α的研究［12］所描述合成前列腺素F2α的細(xì)胞模型表明，鈣是激活PKC和PLA2等酶的促進(jìn)因素，這些酶對(duì)子宮內(nèi)膜細(xì)胞合成前列腺素F2α至關(guān)重要。用鈣離子載體治療可以刺激母豬、豚鼠、母羊和奶牛子宮內(nèi)膜組織中前列腺素F2α的合成。鈣離子載體以劑量依賴的方式刺激了子宮內(nèi)膜細(xì)胞中前列腺素F2α的合成。其他研究證實(shí)了鈣離子載體對(duì)子宮內(nèi)膜中外植體合成前列腺素F2α具有劑量依賴性。E2增加了子宮內(nèi)膜細(xì)胞對(duì)鈣離子的敏感性［13］。

子宮內(nèi)膜中鈣調(diào)節(jié)在女性婦科疾病的作用

1、AM的鈣調(diào)節(jié)

AM中鈣離子相關(guān)蛋白研究最廣泛的是鈣離子結(jié)合蛋白S100。在一項(xiàng)病例對(duì)照研究顯示，病例組在位子宮內(nèi)膜和異位子宮內(nèi)膜組織中S100A6的表達(dá)水平均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。AM患者相關(guān)組織中表達(dá)異常增高的S100A6與患者痛經(jīng)程度存在正相關(guān)。同時(shí)，病例組在位內(nèi)膜S100A6的表達(dá)水平與病例組異位內(nèi)膜相似，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。S100A6的表達(dá)可作為診斷AM的重要參考指標(biāo)，亦可根據(jù)其表達(dá)程度評(píng)估患者病情嚴(yán)重程度［14］。不盡相同的是，Peng等［15］的一項(xiàng)研究中，與在位和正常子宮內(nèi)膜組織相比，在異位子宮內(nèi)膜組織中觀察到S100A6的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平顯著更高。異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞（ESC）中S100A6的沉默顯著抑制細(xì)胞活力、遷移和侵襲。此外，S100A6的敲低抑制了異位ESC中的p38絲裂原活化蛋白激酶（p38/MAPK）活性，這可以通過CacyBP/SIP磷酸化抑制劑部分減弱［15］，說明S100A6可激活p38/MAPK并抑制由半乳糖凝集素?1介導(dǎo)cAMP依賴性蛋白激酶A/肌漿網(wǎng)Ca2+ATPase2（PKA/SERCA2）信號(hào)傳導(dǎo)［16］。17β?E2通過內(nèi)源性鈣庫(kù)釋放Ca2+和細(xì)胞膜L?型鈣通道介導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致AM患者子宮內(nèi)膜?肌層交界區(qū)平滑肌細(xì)胞內(nèi)游離［Ca2+］i異常增高，［Ca2+］i調(diào)節(jié)異常導(dǎo)致的子宮收縮功能障礙可能參與AM的發(fā)生發(fā)展［17］。

鈣調(diào)節(jié)蛋白在AM發(fā)生發(fā)展中起重要作用。T?鈣黏蛋白（T?cad）、血管內(nèi)皮鈣黏蛋白（VE?cad）與AM及EM，相比于正常子宮內(nèi)膜、腺肌病組、異位囊腫組及合并組在位內(nèi)膜T?cad表達(dá)水平均明顯下調(diào)（均P＜0.05），說明其主要與子宮內(nèi)膜獲得侵襲性相關(guān)，提示AM及EM在位內(nèi)膜相比正常子宮內(nèi)膜發(fā)生改變，具有向別處遷徙的能力。隨著病情的加重，T?cad蛋白表達(dá)進(jìn)一步下調(diào)，可能與內(nèi)膜細(xì)胞的遷移侵襲能力升高，參與異位病灶的進(jìn)展而加重病情相關(guān)［18］。在正常內(nèi)膜中E?cad主要表達(dá)在腺上皮細(xì)胞外側(cè)面；在腺肌病病灶的表達(dá)明顯減少（P＜0.01）。原位雜交顯示，E?cad的mRNA表達(dá)在腺肌病病灶低于正常內(nèi)膜，鈣黏蛋白E在腺肌病病灶中低表達(dá)可能是AM發(fā)病機(jī)制中的一個(gè)較重要因素［19］。AM患者在位子宮內(nèi)膜和異位內(nèi)膜E?cad表達(dá)顯著增高，且異位內(nèi)膜高于在位內(nèi)膜，提示其粘附性增強(qiáng)，易于發(fā)生異位種植和生長(zhǎng)而形成AM［20］。

另外，補(bǔ)充維生素D可能會(huì)改善AM女性的代謝參數(shù)。高維生素D攝入量可能有助于預(yù)防EM［21］，鈣調(diào)節(jié)功能的正常亦是EM癥重要的預(yù)防條件。

2、EM的鈣調(diào)節(jié)

EM被認(rèn)為是一種慢性盆腔炎性疾病，可能與細(xì)胞凋亡有關(guān)［22］。一項(xiàng)110名伊朗育齡婦女的對(duì)照研究中，對(duì)對(duì)照組與EM患者血清25（OH）D、鈣、甲狀旁腺激素和腹膜液的25（OH）D水平進(jìn)行了評(píng)估。EM患者血清和腹膜液中25（OH）D水平顯著低于對(duì)照組（P=0.001、0.030）。血清25（OH）D水平低于20μg/L的受試者患EM的風(fēng)險(xiǎn)是25（OH）D血清水平高于20μg/L（非缺乏）受試者的2.7倍（P=0.01）。與對(duì)照組相比，EM患者血清鈣和甲狀旁腺激素水平分別顯著降低和升高（P＜0.001，P=0.02）。這些發(fā)現(xiàn)表明，缺乏維生素D、血清鈣、斯鈣素1［23］的人患EM的風(fēng)險(xiǎn)更高［24］。

一項(xiàng)有關(guān)于EM患者中S100B水平研究，在36例EM患者血清樣本中顯示S100B基礎(chǔ)水平升高，中度至嚴(yán)重慢性骨盆疼痛的女性S100B水平增加更為明顯。S100B作為EM診斷及炎癥程度的生物標(biāo)志物是可能的［25?26］。

TRPM2通道在Nudix box結(jié)構(gòu)域（c結(jié)構(gòu)域）具有ADP核糖（ADPR）焦磷酸酶活性。Ros誘導(dǎo)的DNA損傷導(dǎo)致中性粒細(xì)胞中的多聚ADPR聚合酶?1（PARP?1）激活，從而激活TRPM2通道。因此，TRPM2通道在中性粒細(xì)胞中被ADPR和氧化應(yīng)激激活［27］。此外，通過TRPM2調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的進(jìn)入，可以減少細(xì)胞凋亡和線粒體活性氧產(chǎn)生，從而用于治療EM［28］。

前列腺素E2（PGE2）（一種炎癥因子）與鈣離子通道Cav1.3（與細(xì)胞凋亡相關(guān)）在子宮內(nèi)膜異位組織和原代子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)。用PGE2處理迅速抑制了細(xì)胞凋亡并增加Cav1.3表達(dá)。沉默Cav1.3后促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而PGE2未能逆轉(zhuǎn)。表明PGE2通過Cav1.3影響EM的發(fā)生發(fā)展［29］。

由于EM復(fù)發(fā)率居高不下，一些中醫(yī)中藥的研究為我們加深了對(duì)EM認(rèn)知，同時(shí)，為EM治療提供更多可能。白楊素通過改變細(xì)胞周期比例、增加細(xì)胞溶質(zhì)鈣水平和活性氧的產(chǎn)生來抑制EM的增殖并誘導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡［30］。飛燕草素處理降低了異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞中的線粒體膜電位并增加了細(xì)胞溶質(zhì)鈣水平，可用于治療和控制EM［31］。水飛薊賓對(duì)人EM細(xì)胞通過上調(diào)細(xì)胞質(zhì)和線粒體基質(zhì)中的鈣濃度，導(dǎo)致線粒體功能障礙，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化發(fā)揮抗增殖和凋亡作用［32］。

3、子宮內(nèi)膜癌的鈣調(diào)節(jié)

子宮內(nèi)膜癌在發(fā)達(dá)國(guó)家是女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，在我國(guó)居女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的第2位，據(jù)2015年國(guó)家癌癥中心統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)病率為63.4/10萬，病死率21.8/10萬。近年子宮內(nèi)膜癌發(fā)病率逐年上升，并呈年輕化趨勢(shì)［33］。

鈣離子結(jié)合蛋白中S100蛋白家族與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，S100家族的多個(gè)成員與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。S100A4的表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌的生物學(xué)特征密切相關(guān)，S100A4基因表達(dá)增強(qiáng)可促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌KLE細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡［34］，同時(shí)與子宮內(nèi)膜癌上皮間質(zhì)化轉(zhuǎn)變有關(guān)［35］。S100A8蛋白在子宮內(nèi)膜癌組織和腺癌細(xì)胞中高水平表達(dá)，特別是G1和G2期。S100A8基因敲低可抑制Akt磷酸化，并誘導(dǎo)促凋亡基因的表達(dá)，導(dǎo)致HEC?1A細(xì)胞的細(xì)胞增殖能力下降，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［36］。S100P亦在子宮內(nèi)膜鱗癌和腺鱗癌中高表達(dá)，并隨著疾病從正常子宮內(nèi)膜到非典型增生，再到子宮內(nèi)膜癌，S100P信號(hào)逐漸升高。敲低S100P后，F(xiàn)?肌動(dòng)蛋白聚集在細(xì)胞核或局部細(xì)胞膜上，降低子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞侵襲能力［37］。S100P可能是通過PI3KAKT和MAPK通路促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，減少癌細(xì)胞調(diào)亡，S100P可能成為子宮內(nèi)膜癌治療的生物學(xué)靶點(diǎn)，尤其是鱗癌和腺鱗癌［38］。

TRP家族在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展中亦具有明顯的相關(guān)性。研究顯示，使用內(nèi)源性大麻素（AEA）、大麻二酚（CBD）等TRPV1抑制劑選擇性地抑制TRPV1通道，癌細(xì)胞增殖下降，促進(jìn)凋亡。TRPV4亦發(fā)揮了重要作用，高水平TRPV4參與細(xì)胞骨架調(diào)控和Rho蛋白通路，從而調(diào)節(jié)EC細(xì)胞遷移。TRPV4和鈣內(nèi)流通過RhoA/ROCK1途徑作用于細(xì)胞骨架，以LIMK/cofilin激活結(jié)束，這對(duì)F?肌動(dòng)蛋白和樁蛋白（PXN）水平有影響［39］。TRP的另一個(gè)家族成員，TRPV6在內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)低于正常子宮內(nèi)膜組織，TRPV6陽(yáng)性表達(dá)多發(fā)生在子宮內(nèi)膜癌宮頸受侵患者，表明鈣通道蛋白TRPV6與子宮內(nèi)膜癌有一定的關(guān)系。

子宮內(nèi)膜腺癌組織中BKCa高表達(dá)，主要為Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌。在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系HEC?1B及Ishakiwa下調(diào)鈣離子激活的鉀離子通道（BKCa）表達(dá)通過增強(qiáng)細(xì)胞凋亡和阻斷G1/S轉(zhuǎn)換來抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，抑制胞遷移和侵襲，并降低p?MEK1/2和p?ERK1的表達(dá)。過表達(dá)與之相反［40］。另一項(xiàng)研究表明，阻斷鈣激活鉀離子通道KCNN4能使細(xì)胞停滯在G0/G1期，抑制細(xì)胞增殖［41］。其可能為女性子宮內(nèi)膜癌提供一種新的治療方法。

鈣離子感受受體（CaSR）在子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，CaSR表達(dá)量較正常內(nèi)膜組織低，CaSR主要通過調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外鈣離子濃度變化從而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)變。CaSR過表達(dá)后，能夠增加鈣離子內(nèi)流和E?cadherin、β?catenin的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞間的黏附增加，細(xì)胞的侵襲性下降。以CaSR為靶向藥物具有廣闊的應(yīng)用前景［42］。在缺氧環(huán)境下抑制CaSR的表達(dá)還具有協(xié)同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮?間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）的作用，CaSR在子宮內(nèi)膜癌中扮演著抑制腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的角色。這一情況同樣出現(xiàn)在乳腺癌及骨髓瘤等研究中［43］。

展 望

細(xì)胞內(nèi)Ca2+絕大多數(shù)以鈣結(jié)合蛋白形式存在阻斷小鼠子宮內(nèi)膜中的CaBP?d28k，達(dá)到完全阻滯小鼠胚胎的植入，CaBP?d28k在人胚泡植入過程是不可缺少的［44］，這為通過阻斷鈣相關(guān)調(diào)節(jié)發(fā)展避孕措施提供可能。

新近有學(xué)者進(jìn)行卵胞漿內(nèi)單精子注射（ICSI）后使用鈣離子載體處理，在受精、卵裂、胚芽形成和著床率以及總體妊娠率和活產(chǎn)率方面具有顯著改善。表明鈣離子載體的使用具有很強(qiáng)的助孕效果，特別是對(duì)于僅使用ICSI導(dǎo)致受精率低的夫婦［45］。這為鈣調(diào)節(jié)對(duì)助孕的進(jìn)一步研究提供強(qiáng)有力證據(jù)。

子宮內(nèi)膜癌組織E?cad表達(dá)陽(yáng)性率明顯低于正常子宮內(nèi)膜組織（P＜0.001）；E?cad表達(dá)陽(yáng)性率與患者病理分級(jí)、分化程度、手術(shù)?病理分期、子宮肌層浸潤(rùn)深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均有關(guān)（均P＜0.05）。E?cad可作為子宮內(nèi)膜腺癌腫瘤標(biāo)志物之一及判斷預(yù)后。

綜上所述，現(xiàn)有資料揭示了鈣調(diào)節(jié)與女性常見的婦科疾病關(guān)系密切，深入闡明其功能，但是不同的鈣調(diào)節(jié)方式在不同物種、不同生理病理狀態(tài)下子宮內(nèi)膜的表達(dá)和活性是不同的，所發(fā)揮的作用也不同。控制鈣調(diào)節(jié)表達(dá)和激活的信號(hào)通路有待闡明，因此，對(duì)于鈣調(diào)節(jié)在婦科疾病的發(fā)病機(jī)制、診斷與治療中的應(yīng)用，還需要通過更深層次、更加全面的研究來明確。