自噬在子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病機(jī)制中的研究新進(jìn)展

談佳歡，張宗峰

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是指有活性的子宮內(nèi)膜組織在子宮腔以外部位種植生長(zhǎng)形成病灶，并周期性地反復(fù)出血，引起相關(guān)臨床癥狀及表現(xiàn)，如進(jìn)行性加重的痛經(jīng)、慢性盆腔痛及不孕等，甚至導(dǎo)致痛覺過敏和情緒障礙[1]，嚴(yán)重影響育齡期女性的物質(zhì)及精神生活質(zhì)量。然而現(xiàn)階段EMs 的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，仍需進(jìn)一步探究。自噬（autophagy）是一種程序性細(xì)胞死亡的非凋亡形式，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和細(xì)胞器降解的主要途徑，參與各種生理病理過程。近年來，越來越多的研究聚焦于自噬在EMs 中的作用，現(xiàn)歸納總結(jié)自噬在EMs 中的研究進(jìn)展，并對(duì)自噬在EMs 發(fā)病機(jī)制中的作用進(jìn)行綜述。

1 自噬概述

自噬是細(xì)胞吞噬自身細(xì)胞質(zhì)中異常蛋白或細(xì)胞器并將其降解的過程，包括將這些成分包被入囊泡，與溶酶體融合形成自噬溶酶體，自噬溶酶體將其降解等各個(gè)階段，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身的代謝需要和細(xì)胞器的更新。自噬是受復(fù)雜信號(hào)精細(xì)調(diào)控的生物學(xué)過程，一般分為3 個(gè)階段：①自噬起始階段，在細(xì)胞接收到自噬誘導(dǎo)信號(hào)后，細(xì)胞內(nèi)形成類似脂質(zhì)體雙分子層結(jié)構(gòu)的吞噬體。②自噬小體形成階段，吞噬體隨著自噬的發(fā)展不斷延伸，細(xì)胞內(nèi)彌散的胞質(zhì)型微管相關(guān)蛋白1 輕鏈3（microtubule-associated protein 1 light chain 3，MAP1LC3/LC3-Ⅰ）將降解轉(zhuǎn)變成膜型的LC3-Ⅱ募集到隔離膜上，雙層膜將需要降解的細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)包圍，形成閉合的雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬小體。③自噬溶酶體階段，自噬小體攜帶需降解的胞內(nèi)成分與溶酶體融合形成自噬溶酶體，溶酶體內(nèi)蛋白酶進(jìn)一步降解自噬小體內(nèi)組分，其降解產(chǎn)物中的營養(yǎng)物質(zhì)被輸送到細(xì)胞質(zhì)中，供細(xì)胞自我營養(yǎng)和代謝循環(huán)，其他降解殘?jiān)慌懦黾?xì)胞外或滯留于細(xì)胞內(nèi)，以達(dá)到細(xì)胞穩(wěn)態(tài)[2]。自噬通過蛋白質(zhì)和脂類降解產(chǎn)生能量供給，消除異常的細(xì)胞器，維持細(xì)胞的生存和細(xì)胞的代謝[3]，是細(xì)胞質(zhì)成分降解和再循環(huán)的高度保守進(jìn)化機(jī)制。

自噬參與許多生理病理過程，如維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和免疫逃逸等，因此自噬功能障礙與很多疾病相關(guān)，如腫瘤、肥胖癥、神經(jīng)退行性疾病、自身免疫性疾病和心血管疾病等[4-5]。目前研究人員深入研究調(diào)節(jié)和執(zhí)行自噬的分子機(jī)制，試圖研發(fā)可以精準(zhǔn)靶向一個(gè)或多個(gè)自噬關(guān)鍵分子的激動(dòng)劑或抑制劑類藥物，以激活或阻斷自噬，進(jìn)而達(dá)到治療疾病的作用。越來越多的研究證明自噬在EMs 的各階段中發(fā)揮主導(dǎo)作用，因此可以期待自噬將成為治療EMs的新方向。

2 EMs 異位病灶中的自噬水平

自噬水平的衡量包括蛋白質(zhì)印跡（Western blotting）測(cè)定自噬相關(guān)蛋白（LC3、P62 和Beclin-1等）的表達(dá)水平、透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）觀察組織或細(xì)胞中自噬小體的形成以及免疫熒光法觀察LC3 斑點(diǎn)數(shù)量等3 種主要方法[6]。自噬作為復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)控機(jī)制，有許多自噬相關(guān)基因（autophagy related gene，ATG）參與其中，并發(fā)揮著關(guān)鍵作用。LC3 和P62 被認(rèn)為是主要的自噬標(biāo)志物。自噬激活后，LC3 從LC3-Ⅰ轉(zhuǎn)換到LC3-Ⅱ并定位到自噬小體膜上，P62 蛋白在自噬降解中類似“底物”，與細(xì)胞內(nèi)待降解成分結(jié)合，最后被自噬溶酶體降解。此外，Beclin-1 是誘導(dǎo)自噬的關(guān)鍵因子，可以介導(dǎo)自噬小體成核過程。因此，在自噬過程完整通暢的情況下，LC3-Ⅱ和Beclin-1 水平與自噬水平呈正相關(guān)，而P62 水平與自噬水平呈負(fù)相關(guān)。

自噬是一種自我保護(hù)的機(jī)制，在疾病的各個(gè)階段自噬水平波動(dòng)不定。既往有研究通過免疫組織化學(xué)染色法檢測(cè)月經(jīng)周期不同階段健康女性和EMs患者子宮內(nèi)膜組織中LC3-Ⅱ和P62 蛋白的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)健康女性子宮內(nèi)膜分泌期的自噬水平比增殖期低，而EMs 患者在位和異位內(nèi)膜組織的自噬水平在月經(jīng)周期中無明顯變化。這一結(jié)果說明正常子宮內(nèi)膜的自噬水平隨月經(jīng)周期呈周期性變化，而EMs 患者內(nèi)膜組織的自噬水平的周期性變化消失[7]。因此認(rèn)為，EMs 患者子宮內(nèi)膜自噬水平的異常和周期性變化消失可能與疾病的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

目前大量研究針對(duì)EMs 患者內(nèi)膜組織的自噬水平對(duì)比正常子宮內(nèi)膜究竟是上升還是下降進(jìn)行探索，大部分學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)證明自噬水平在EMs 異位病灶中下調(diào)[8-9]。用免疫組織化學(xué)染色法對(duì)EMs 和子宮肌瘤患者的子宮內(nèi)膜組織石蠟切片中LC3、P62和Beclin-1 的表達(dá)水平進(jìn)行半定量分析發(fā)現(xiàn)，EMs患者在位和異位內(nèi)膜組織中LC3 和Beclin-1 下調(diào)，P62 上調(diào)，提示EMs 在位和異位內(nèi)膜組織中的自噬水平均低于子宮肌瘤患者，且EMs 患者異位內(nèi)膜的自噬水平比在位內(nèi)膜更低[10]。根據(jù)美國生育協(xié)會(huì)修訂標(biāo)準(zhǔn)（revised-American Fertility Society，r-AFS）將EMs 患者分為Ⅰ～Ⅱ期和Ⅲ～Ⅳ期，發(fā)現(xiàn)Ⅲ～Ⅳ期EMs患者病灶自噬水平比Ⅰ～Ⅱ期患者更低[7]。EMs 是雌激素依賴性疾病，也是一種慢性炎癥。研究發(fā)現(xiàn)EMs患者高水平的雌激素可以導(dǎo)致異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的自噬水平下降，并促進(jìn)間質(zhì)細(xì)胞分泌炎性細(xì)胞因子，進(jìn)一步促進(jìn)EMs 炎性微環(huán)境的形成[11-12]。血清糖類抗原125（carbohydrate antigen 125，CA125）被公認(rèn)為是EMs 診斷和分期的標(biāo)志物，其升高與EMs 病情進(jìn)展和炎癥反應(yīng)活躍有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)EMs 組患者血清CA125 水平比非EMs 組明顯升高，EMs 患者的在位和異位內(nèi)膜Beclin-1 水平下降，且血清CA125 水平與在位內(nèi)膜Beclin-1 蛋白水平呈負(fù)相關(guān)（r=－0.566，P=0.003）[13]。但也有少量研究認(rèn)為EMs 患者異位病灶的自噬水平比在位內(nèi)膜和正常內(nèi)膜更高，并認(rèn)為自噬水平的升高主要由降低的凋亡水平和持續(xù)的氧化應(yīng)激觸發(fā)[14]。EMs 異位病灶自噬水平與正常內(nèi)膜孰高孰低的結(jié)論不一致，可能與檢測(cè)方法不同、樣本量不足和個(gè)體差異等因素有關(guān)，還需要進(jìn)行大量研究獲得更具說服力的統(tǒng)一結(jié)論。

3 EMs 病灶環(huán)境中影響自噬水平的因素

EMs 病理機(jī)制復(fù)雜，許多因素參與調(diào)控其自噬水平，包括激素、缺氧和氧化應(yīng)激、病原體感染以及鐵離子等。

3.1 激素正常子宮內(nèi)膜組織的自噬水平隨月經(jīng)周期變化[7]，這可能是由于卵巢分泌的雌、孕激素周期性改變導(dǎo)致自噬水平的波動(dòng)。EMs 異位病灶中增多的雌激素通過上調(diào)趨化因子12（C-X-C motif chemokine ligand 12，CXCL12）及其受體CXCR4 活性，下調(diào)細(xì)胞LC3、Beclin-1 蛋白水平，上調(diào)P62 蛋白水平，減弱自噬水平[12]。雌激素降低異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞自噬水平，導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）失活，Scr 家族酪氨酸激酶HCK 表達(dá)下調(diào)，促進(jìn)下游分子CXCL8、白細(xì)胞介素8（interleukin-8，IL-8）和IL-23A 分泌增加，進(jìn)而引起自然殺傷（nature killing，NK）細(xì)胞毒性下降。下降的NK 細(xì)胞毒性影響了NK細(xì)胞對(duì)腹腔中異位內(nèi)膜組織的清除功能，導(dǎo)致EMs 異位病灶的局部免疫微環(huán)境紊亂，促進(jìn)病灶生長(zhǎng)[11]。在EMs 的發(fā)生、發(fā)展過程中孕激素和雌激素起拮抗和協(xié)同作用，此交互關(guān)系在調(diào)節(jié)內(nèi)膜組織自噬水平過程中同樣有所體現(xiàn)。卵巢切除小鼠模型用外源性雌激素和孕激素干預(yù)可以降低子宮內(nèi)膜的自噬反應(yīng)，表明兩種激素在調(diào)節(jié)自噬水平過程中起到協(xié)同作用[15]。然而，還有研究表明，孕激素對(duì)EMs 異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的自噬有激活作用[16]，能抵消雌激素降低的自噬水平。在EMs 異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中，孕激素通過遏制蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular signal-regulated protein kinase 1/2，ERK1/2）的活性，抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）激活，導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞自噬激活，促使細(xì)胞凋亡[17]。

3.2 缺氧和氧化應(yīng)激根據(jù)桑普森理論，脫落的子宮內(nèi)膜細(xì)胞或碎片逆行到腹腔時(shí)，首先面對(duì)的環(huán)境壓力是局部改變的缺氧微環(huán)境。越來越多的研究表明EMs 可能與缺氧和氧化應(yīng)激有關(guān)，缺氧是EMs 重要的微環(huán)境因素，可以誘導(dǎo)細(xì)胞釋放氧自由基，當(dāng)氧自由基過量超出抗氧化清除系統(tǒng)的能力范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷等系列反應(yīng)，即氧化應(yīng)激[18]。EMs 異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞在缺氧條件下，缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）介導(dǎo)通路促進(jìn)LC3 蛋白表達(dá)，激活自噬[19]。缺氧環(huán)境可以通過引起異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）-肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）水平增高，以促進(jìn)自噬呈時(shí)間依賴性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞抗凋亡能力[20]以及上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）增強(qiáng)，最后促進(jìn)病灶遷移、侵襲[21]。持續(xù)的氧化應(yīng)激可以激活自噬反應(yīng)，EMs 中氧化應(yīng)激相關(guān)蛋白血紅素加氧酶1 表達(dá)水平顯著升高，促進(jìn)自噬激活，加快EMs的病理發(fā)展[14]。給EMs 大鼠腹腔灌注抗氧化劑抑制活性氧（reactive oxygen species，ROS），可以逆轉(zhuǎn)低氧誘導(dǎo)的自噬反應(yīng)，降低異位病灶中LC3 和Beclin-1的水平。因此，抗氧化療法是未來EMs 的潛在治療策略[22]。

3.3 其他因素還有許多其他因素影響了EMs 的細(xì)胞自噬活性，如病原體感染和鐵離子等。宮內(nèi)細(xì)菌感染是EMs 的病因之一，然而女性生殖道感染不止有細(xì)菌，還有其他病原體。在EMs 異位間質(zhì)細(xì)胞中，病原體感染導(dǎo)致細(xì)胞自噬受損，細(xì)胞釋放腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和IL-1β 增多，促進(jìn)炎性微環(huán)境形成[9]。EMs 病灶的一個(gè)重要特性是周期性出血，血細(xì)胞破壞釋放出大量鐵離子導(dǎo)致鐵過載。許多研究證明，鐵過載是EMs 發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在EMs 相關(guān)卵巢癌的囊液中含有豐富的鐵離子，鐵以Ras 和有絲分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）依賴的方式增強(qiáng)細(xì)胞自噬，另外，鐵離子通過持續(xù)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激也可以激活自噬[23]。因此，鐵離子能促進(jìn)細(xì)胞自噬，但是在EMs 病灶中鐵離子促進(jìn)自噬的具體作用機(jī)制還需要進(jìn)一步的研究。

4 自噬對(duì)EMs 的雙重作用

許多研究數(shù)據(jù)支持自噬在腫瘤中的雙重作用，既可以作為腫瘤早期發(fā)展的抑制因子，也可以作為后期階段腫瘤維持和治療耐藥的促進(jìn)因子[24]。EMs作為一種婦科良性疾病，卻有與腫瘤發(fā)生、發(fā)展類似的病理過程，郎景和教授在“在位內(nèi)膜決定論”中提出逆流入腹腔的子宮內(nèi)膜需實(shí)現(xiàn)黏附、侵襲和血管生成等3 個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能在異地形成病灶并生長(zhǎng)。愈來愈多的研究證明，自噬在EMs 發(fā)展的不同環(huán)境和階段中由于激素波動(dòng)、微環(huán)境應(yīng)激和免疫系統(tǒng)失衡等因素產(chǎn)生動(dòng)態(tài)改變，發(fā)揮抑制或促進(jìn)疾病進(jìn)展的雙重作用。

4.1 自噬對(duì)EMs 的抑制作用許多研究認(rèn)為自噬是EMs 進(jìn)展的抑制因素，可以通過抑制炎癥反應(yīng)[8]、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)清除病灶能力[16]和抑制病灶纖維化[25]等阻礙EMs 的進(jìn)展，是治療EMs 的潛在策略。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)與受體家族含CARD 結(jié)構(gòu)域5（nucleotide-bindingoligomerization domain-like receptor family CARD domain containing 5，NLRC5）是NLR家族中發(fā)現(xiàn)的新亞類，在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。研究發(fā)現(xiàn)EMs 異位子宮內(nèi)膜的炎癥狀態(tài)激活了NLRC5，促進(jìn)NLRC5 在異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)，進(jìn)而介導(dǎo)抗炎反應(yīng)。值得注意的是，自噬參與了NLRC5 的抗炎作用，自噬激活劑雷帕霉素通過促進(jìn)自噬有助于NLRC5 介導(dǎo)的抗炎作用，而自噬抑制劑氯喹通過抑制自噬可以抵消NLRC5 介導(dǎo)的抗炎作用。因此，自噬可以通過介導(dǎo)NLRC5 的抗炎作用來抑制EMs 異位子宮內(nèi)膜的炎癥環(huán)境[8]。

此外，對(duì)EMs 小鼠腹腔注射原人參二醇可以抵抗異位病灶間質(zhì)細(xì)胞中雌激素受體介導(dǎo)的自噬抑制效應(yīng)，從而促進(jìn)小鼠異位病灶自噬增強(qiáng)，增強(qiáng)微環(huán)境中NK 細(xì)胞毒性。自噬促進(jìn)的NK 細(xì)胞殺傷力增強(qiáng)有助于清除腹腔內(nèi)的異位子宮內(nèi)膜組織，減少小鼠異位病灶的數(shù)量，抑制異位病灶的生長(zhǎng)[16]。

流行病學(xué)研究表明，EMs 患者心理壓力大，伴有抑郁和焦慮[26]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，心理壓力增加能促進(jìn)EMs 的發(fā)展，加劇疾病相關(guān)的疼痛[27]。研究人員給EMs 模型小鼠提供豐富的環(huán)境（擴(kuò)大的空間、增加的體育活動(dòng)和社會(huì)互動(dòng)）以減輕小鼠的心理壓力，發(fā)現(xiàn)豐富環(huán)境組小鼠異位病灶增大減緩，提示豐富的環(huán)境可延緩EMs 的進(jìn)展。通過對(duì)豐富環(huán)境組和正常環(huán)境組的小鼠異位病灶切片進(jìn)行Masson 染色和免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)，豐富環(huán)境組小鼠異位病灶纖維化程度降低，LC3 表達(dá)增多，多巴胺D2 受體（dopamine D2 receptor，DRD2）表達(dá)增多，腎上腺素受體β2（adrenergic receptor β2，ADRB2）減少，且LC3 表達(dá)水平與病灶纖維化程度呈負(fù)相關(guān)（r=-0.42，P=0.007）。因此，豐富的環(huán)境主要是通過增強(qiáng)DRD2、減弱ADRB2 和增強(qiáng)自噬降低病灶纖維化程度，改善痛覺過敏，阻礙EMs 進(jìn)展，再次肯定了自噬在EMs疾病發(fā)生、發(fā)展中的抑制效應(yīng)[25]。

4.2 自噬對(duì)EMs 的促進(jìn)作用還有一些研究人員聚焦于研究自噬促進(jìn)EMs 進(jìn)展的作用機(jī)制，主要通過促進(jìn)細(xì)胞存活[19]和細(xì)胞遷移、侵襲[21]等方面。腹腔局部缺氧是EMs 發(fā)病機(jī)制中關(guān)鍵的微環(huán)境因素，HIF-1α 的表達(dá)量在異位子宮內(nèi)膜中明顯增多。研究人員發(fā)現(xiàn)缺氧可以誘導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中l(wèi)ncRNA-MALAT1 的水平增高，自噬增強(qiáng)，而缺氧條件下沉默異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的lncRNA-MALAT1 可以抑制缺氧激活自噬，提出缺氧可以誘導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中l(wèi)ncRNA-MALAT1 的水平增高，引發(fā)細(xì)胞保護(hù)性自噬，促進(jìn)逆行入腹腔的子宮內(nèi)膜組織在異位存活并生長(zhǎng)[20]。

此外，在缺氧處理后的異位子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞，自噬標(biāo)志物L(fēng)C3 和間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物波形蛋白表達(dá)上調(diào)，上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-鈣黏蛋白表達(dá)下調(diào)，提示自噬活性和EMT 增強(qiáng)，并且細(xì)胞遷移和侵襲能力增強(qiáng)。用自噬抑制劑抑制自噬可以逆轉(zhuǎn)缺氧引起的EMT，并減弱細(xì)胞遷移和侵襲能力。因此，自噬在EMs 異位內(nèi)膜上皮細(xì)胞中介導(dǎo)EMT，促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，促進(jìn)疾病進(jìn)展[21]。

5 結(jié)語與展望

越來越多的證據(jù)表明自噬在EMs 的發(fā)病機(jī)制中有重要作用，自噬受EMs 病灶微環(huán)境中激素水平、缺氧和氧化應(yīng)激以及鐵過載等眾多因素調(diào)節(jié)，參與異位病灶發(fā)生、發(fā)展的不同環(huán)節(jié)。自噬的異?；钚砸驯蛔C實(shí)在EMs 中發(fā)揮重要作用，而自噬對(duì)EMs 發(fā)生、發(fā)展的作用是雙重的?？蒲械哪康氖菓?yīng)用于臨床，究竟是誘導(dǎo)自噬還是抑制自噬以獲得治療EMs的益處仍有待確定。此外，由于自噬在細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用，在研發(fā)通過調(diào)節(jié)自噬活性治療EMs 的藥物時(shí)，也應(yīng)考慮效價(jià)和毒性之間的平衡。