自噬在子宮內(nèi)膜異位癥中的作用及機(jī)制

劉可伊，劉恒煒

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是指具有活性的子宮內(nèi)膜組織（腺體及間質(zhì)）在子宮腔以外的部位定植、生長(zhǎng)和浸潤(rùn)，其在育齡期女性中的發(fā)病率為6%～10%[1]。EMs 形態(tài)多樣，病變廣泛，有易復(fù)發(fā)性和難治性的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響廣大患者的身心健康和生活質(zhì)量[2]。自噬（autophagy）是一種廣泛存在于真核生物中的高度保守的代謝過程，是細(xì)胞在應(yīng)激狀態(tài)下維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制[3]。研究表明，自噬功能失調(diào)與包括癌癥、自身免疫性疾病、代謝和神經(jīng)退行性疾病等在內(nèi)的多種人類疾病密切相關(guān)，并在其發(fā)生、發(fā)展過程中扮演重要角色。近年來(lái)自噬在EMs發(fā)病和診療中的作用也備受關(guān)注?，F(xiàn)綜述近年來(lái)自噬在EMs 中的研究進(jìn)展，著重整理歸納與EMs 發(fā)生發(fā)展相關(guān)的機(jī)制研究，以期為EMs 的治療提供新的理論依據(jù)和治療方向。

1 自噬概述

1.1 自噬概念及其分類自噬即“自食”，指通過溶酶體降解細(xì)胞內(nèi)成分的過程。自噬根據(jù)待降解物進(jìn)入溶酶體的途徑分為3 類：巨自噬（macroautophagy）、分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperonemediated autophagy,CMA）和微自噬（micro -autophagy）。自噬通常是指巨自噬，即胞內(nèi)雙層膜結(jié)構(gòu)包裹細(xì)胞內(nèi)過多或異常的成分，形成自噬體（autophagosome），與溶酶體融合后降解其所包裹的內(nèi)容物的過程[4]。CMA 是一種選擇性的溶酶體降解過程。可溶性蛋白被分子伴侶識(shí)別后轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體，再與溶酶體膜上的溶酶體相關(guān)膜蛋白2A（lysossomal associated protein 2A，Lamp2A）結(jié)合后被水解酶消化。微自噬是一種非選擇性的溶酶體降解過程，其中溶酶體膜通過直接吞噬細(xì)胞內(nèi)容物并將其降解。多種不同自噬途徑相互補(bǔ)充，以降解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，并提供降解產(chǎn)物，維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)[5]。

1.2 自噬發(fā)生過程及其分子機(jī)制自噬的整個(gè)過程大致分為以下幾個(gè)階段：自噬的啟動(dòng)與成核、自噬前體的延伸、自噬體的成熟、自噬體與溶酶體的融合、物質(zhì)的降解與再循環(huán)[6]。當(dāng)自噬啟動(dòng)時(shí)，unc-51 樣自噬激活激酶1（unc-51-like autophagy activating kinase 1，ULK1）/自噬相關(guān)基因（autophagy-related gene，ATG）復(fù)合物被募集。ULK1 復(fù)合物由ULK1、ATG13、FIP200 和ATG101 組成。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白C1（mammalian target of rapamycin C1，mTORC1）激酶復(fù)合物是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，通過磷酸化ULK1 和ATG13，對(duì)ULK1 復(fù)合物的活性進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)，抑制自噬作用。在溶酶體表面，mTORC1 被小G 蛋白腦內(nèi)的富含Ras 同源物（Ras homology enriched in brain，Rheb）所激活[7]。在氨基酸饑餓條件下，通過與GDP/GTP 結(jié)合改變Rag 構(gòu)象，影響mTORC1 的活性，進(jìn)而誘導(dǎo)自噬[8]。ATG 蛋白與ULK1 復(fù)合物參與構(gòu)成自噬前體，并在該結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體形成的隔離膜，通過ATG-12 共軛系統(tǒng)和LC3 共軛系統(tǒng)延伸成為自噬體（autophagosome）[9]。隨后，融合的自噬體和溶酶體最終形成自噬溶酶體（autolysosome），其中的眾多水解酶完成物質(zhì)的降解與再循環(huán)。

2 自噬對(duì)EMs 進(jìn)展的雙重作用

近年自噬在人類疾病中的作用及機(jī)制已得到廣泛研究，但其在EMs 發(fā)生、發(fā)展中的確切作用機(jī)制仍具有復(fù)雜性和爭(zhēng)議性。既往研究發(fā)現(xiàn)，在惡性腫瘤組織中自噬表達(dá)水平存在上調(diào)和下調(diào)2 種狀態(tài)，提示其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著致癌和抑癌的雙重作用。EMs 雖是良性疾病，但具有惡性腫瘤的生物學(xué)特點(diǎn)。近年來(lái)大量研究也證實(shí)了自噬在EMs 發(fā)生、發(fā)展過程中具有促進(jìn)和抑制疾病發(fā)展的“雙刃劍”作用。

2.1 自噬促進(jìn)EMs 發(fā)生、發(fā)展

2.1.1 低氧介導(dǎo)自噬促進(jìn)EMs 發(fā)展依據(jù)Sampson的經(jīng)血逆流種植理論，脫落的子宮內(nèi)膜碎片首先會(huì)失去血液供應(yīng)而面臨低氧微環(huán)境[10]。低氧和饑餓等應(yīng)激環(huán)境均可使自噬體數(shù)量迅速增加。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也開始關(guān)注低氧調(diào)控自噬參與EMs 發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制[11]。Liu 等[12]研究發(fā)現(xiàn)卵巢EMs 異位病灶組織中LC3-Ⅱ表達(dá)顯著上調(diào)，并與缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）表達(dá)水平呈正相關(guān)。盆腔低氧微環(huán)境可以通過HIF-1α 信號(hào)通路激活自噬，進(jìn)而促進(jìn)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的侵襲和遷移。此外，低氧也能夠介導(dǎo)HIF-1α-自噬軸促進(jìn)子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而參與異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移。如前所述，自噬是一種使細(xì)胞耐受多重應(yīng)激并使其存活的保護(hù)性機(jī)制。Liu 等[13]進(jìn)一步研究證實(shí)，低氧能夠上調(diào)HIF-1α/肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）通路，激活保護(hù)性自噬，促進(jìn)EMs 病灶的存活和生長(zhǎng)。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，低氧條件下微小RNA-210（microRNA-210，miR-210）表達(dá)上調(diào)同樣能夠促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)自噬和細(xì)胞存活，而低氧條件下抑制自噬則使得細(xì)胞凋亡顯著升高[14]。以上研究表明，盆腔低氧微環(huán)境下抑制自噬活性可作為治療EMs 的潛在靶點(diǎn)。

2.1.2 氧化應(yīng)激調(diào)控自噬促進(jìn)EMs 發(fā)展Allavena等[15]通過分析13 例Ⅲ～Ⅳ期卵巢EMs 組織發(fā)現(xiàn)，自噬標(biāo)志分子LC3-Ⅱ和Beclin-1 的蛋白表達(dá)水平增加，自噬起始基因ATG4、ATG7 的mRNA 表達(dá)水平也升高，而p62 蛋白的表達(dá)降低，證實(shí)卵巢EMs 異位內(nèi)膜組織中自噬過程是激活的。而自噬激活的原因是由于盆腔中氧化應(yīng)激微環(huán)境所引起，進(jìn)而促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞存活和病灶形成。

2.1.3 炎癥調(diào)控自噬促進(jìn)EMs 發(fā)展炎癥在EMs中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，Huang 等[16]在58 例Ⅲ～Ⅳ期卵巢EMs 中發(fā)現(xiàn)，異位內(nèi)膜組織中高遷移率族蛋白B1（high mobility group box 1 protein，HMGB1）、Beclin-1、ATG13、LC3-Ⅱ表達(dá)水平較配對(duì)的在位內(nèi)膜顯著升高，而p62 表達(dá)水平則相反。進(jìn)一步沉默HMGB1 能夠抑制炎性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子α、IL-1β、Beclin-1 和ATG13的水平，提示EMs 炎癥微環(huán)境可能誘導(dǎo)自噬激活。低氧也能夠通過HMGB1 分子促進(jìn)炎癥反應(yīng)和激活自噬，從而促進(jìn)EMs 發(fā)展。

2.1.4 miRNA 調(diào)控自噬促進(jìn)EMs 發(fā)展miRNA 是一類不具備編碼功能的小RNA，長(zhǎng)度約為18～25 個(gè)核苷酸，通過靶定其目標(biāo)mRNA 分子的3′非翻譯區(qū)（3′-untranslated region，3′-UTR）互補(bǔ)匹配，抑制該mRNA 分子的翻譯。研究表明miRNA 通過靶向自噬程序關(guān)鍵基因達(dá)到抑制自噬的效果，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Ma 等[17]研究發(fā)現(xiàn)miR-142-3p 能夠靶向結(jié)合Kruppel 樣因子9（Kruppel-like factor 9，KLF9）并抑制其表達(dá)，進(jìn)而抑制自噬，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，抑制EMs發(fā)展。而EMs 異位病灶組織中miR-142-3p 表達(dá)下調(diào)，使得其對(duì)自噬的抑制作用被解除，促進(jìn)EMs 病灶的生長(zhǎng)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-143-3p 同樣能夠通過下調(diào)自噬活性來(lái)抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖和侵襲[18]。以上研究表明自噬異常激活能夠促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移并抑制凋亡，而通過miRNA來(lái)靶向抑制自噬活性能夠逆轉(zhuǎn)這一過程。

2.1.5 其他調(diào)控方式Indian hedgehog（Ihh）信號(hào)通路能夠調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的容受性，是胚胎植入必不可少的媒介。有研究在11 例卵巢EMs 異位病灶組織中發(fā)現(xiàn)，LC3-Ⅱ表達(dá)顯著升高，而Ihh 信號(hào)通路關(guān)鍵基因GLI 家族鋅指1（GLI family zinc finger 1，GLI1）和GLI2 表達(dá)顯著降低，兩者呈負(fù)相關(guān)。該研究進(jìn)一步在原代子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中使用Ihh 小分子抑制劑GANT61 或沉默GLI1，發(fā)現(xiàn)自噬活性增強(qiáng)，提示Ihh 信號(hào)通路的下調(diào)能夠促進(jìn)自噬激活，從而促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的存活[19]。Li 等[20]研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)程序性細(xì)胞凋亡因子4（programmed cell death 4，PCD4）能夠通過核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）/基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）/MMP-9 信號(hào)通路抑制異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及自噬的發(fā)生，而EMs 異位內(nèi)膜組織中PCD4 表達(dá)降低，其抑制作用被解除，自噬激活，進(jìn)而促進(jìn)EMs 的發(fā)展。另一項(xiàng)研究也證實(shí)，脂氧素A4（lipoxin A4，LXA4）通過下調(diào)NF-κB 信號(hào)通路介導(dǎo)的自噬活性，抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞侵襲和遷移[21]。

2.2 自噬抑制EMs 發(fā)生、發(fā)展

2.2.1 雌激素抑制自噬參與EMs 發(fā)展EMs 是一種雌激素依賴性疾病，同時(shí)存在孕激素抵抗的特性[22]。Mei 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與正常分泌期子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞相比，EMs 分泌期在位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞和異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中的LC3-Ⅱ表達(dá)水平顯著降低，而p62 水平明顯升高，提示自噬活性降低。與正常子宮內(nèi)膜組織相比，CXC 趨化因子配體4（CXCL4）/CXCL12 受體在EMs 在位和異位內(nèi)膜組織中的表達(dá)明顯升高，而雌激素能夠促進(jìn)CXCL4/CXCL12 受體表達(dá)，進(jìn)而激活NF-κB 通路并上調(diào)mTOR 信號(hào)通路活性，從而抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)自噬與凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在EMs 中高雌激素水平通過抑制自噬下調(diào)造血細(xì)胞激酶（hematopoietic cell kinase，HCK）的表達(dá)，而HCK 下調(diào)能夠進(jìn)一步促進(jìn)CXCL8 及IL-23分泌，并通過下調(diào)miR-1185-1-3p 來(lái)促進(jìn)FCGR3-PTGS2highIFNGlowPRF1lowGZMBlowNK 細(xì)胞的分化，最終介導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的免疫逃逸和促進(jìn)異位病灶生長(zhǎng)。隨著疾病進(jìn)展，異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的異常增殖能夠進(jìn)一步通過自噬和HCK 信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)FCGR3-PTGS2highIFNGlowPRF1lowGZMBlowNK 細(xì)胞的分化，形成一個(gè)正反饋循環(huán)，最終加速EMs 病灶的生長(zhǎng)[24]。Zhang 等[25]研究發(fā)現(xiàn)原人參二醇（protopanaxadiol，PPD）能夠促進(jìn)孕激素受體表達(dá)，同時(shí)抑制雌激素受體表達(dá)，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)高雌激素對(duì)自噬的抑制作用。而自噬激活能夠誘導(dǎo)NK 細(xì)胞對(duì)腹腔游離子宮內(nèi)膜細(xì)胞進(jìn)行殺傷，抑制異位內(nèi)膜細(xì)胞的定植和病灶形成。

2.2.2 長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）介導(dǎo)自噬調(diào)控EMs 發(fā)展lncRNA 是一類長(zhǎng)度大于200 個(gè)核苷酸，缺少特異完整的開放閱讀框、無(wú)蛋白質(zhì)編碼功能的RNA 分子[26]。在自噬調(diào)節(jié)中l(wèi)ncRNA 通過多條通路之間相互作用和聯(lián)系形成網(wǎng)絡(luò)，共同調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和死亡。Jiang 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA UCA1 在EMs 異位內(nèi)膜組織中高表達(dá)，且過表達(dá)lncRNA UCA1 能通過抑制自噬促進(jìn)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖，提示自噬激活對(duì)細(xì)胞增殖能力起著抑制作用。

2.2.3 其他Choi 等[28]通過研究25 例卵巢EMs 發(fā)現(xiàn)，EMs 增生期異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)水平較正常增生期子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞顯著降低，且與細(xì)胞凋亡水平呈正相關(guān)。使用雷帕霉素激活自噬能夠促進(jìn)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞凋亡，而使用自噬抑制劑3-MA 則能夠逆轉(zhuǎn)這一效應(yīng)。Luo 等[29]發(fā)現(xiàn)使用自噬抑制劑3-MA 及ATG5 小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）能夠促進(jìn)EMs CRL-7566 細(xì)胞的侵襲、增殖與克隆形成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，使用雷帕霉素激活自噬能夠抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞的偽足生長(zhǎng)，而偽足相關(guān)蛋白fascin-1 的過表達(dá)能抑制雷帕霉素引起的侵襲力下降。以上研究均提示自噬異常激活能夠抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖和侵襲，調(diào)控自噬活性可能是EMs 治療的潛在靶點(diǎn)。

3 自噬與EMs 的治療

從自噬的啟動(dòng)到自噬泡的成核過程、延長(zhǎng)階段到最終溶酶體降解全過程，目前針對(duì)自噬的各個(gè)階段的關(guān)鍵步驟都已鑒定出潛在的藥物作用靶標(biāo)，部分靶向藥物正在研發(fā)當(dāng)中。鑒于自噬水平的變化在EMs 的病理、生理過程中扮演著雙重作用，根據(jù)疾病所處的不同階段及自噬水平，研究者可通過激活或抑制自噬來(lái)制定靶向治療EMs 的策略。

許多研究表明磷脂酰肌醇3 激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/mTOR 信號(hào)通路在EMs 的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，能夠調(diào)控異位內(nèi)膜細(xì)胞的存活和增殖。AKT有許多結(jié)合位點(diǎn)，影響mTORC1 的活性，進(jìn)而調(diào)節(jié)下游的PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路。MK-2206 具有抑制AKT1、AKT2 的活性，作為一種新型靶向治療藥物，目前用于多種腫瘤疾病的臨床試驗(yàn)中。Matsuzaki等[30]發(fā)現(xiàn)，AKT 抑制劑MK-2206 和氯喹（Chloroquine,CQ）聯(lián)合治療可顯著抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)以及深部浸潤(rùn)型EMs 來(lái)源子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的再生。在EMs 小鼠模型聯(lián)用MK2206 和CQ 也能夠阻斷新生血管生成，顯著縮小異位病灶，提示AKT 靶點(diǎn)抑制劑和自噬抑制劑CQ 具備治療EMs 的潛能。羥氯喹（hydroxychloroquine，HCQ）作為氯喹的衍生物，具有免疫抑制、抗腫瘤、抗瘧疾活性和抗炎的作用。同時(shí)，其作為一種作用于自噬晚期階段的自噬抑制劑被廣泛研究。Ruiz 等[31]發(fā)現(xiàn)，在EMs 小鼠模型的在位和異位子宮內(nèi)膜組織中，自噬表達(dá)水平失調(diào)。使用HCQ 處理，能夠抑制EMs 小鼠異位病灶中自噬水平，進(jìn)而減少異位病灶數(shù)量。體外使用HCQ 處理，也能夠抑制人類子宮內(nèi)膜異位基質(zhì)細(xì)胞存活，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。提示自噬抑制劑HCQ 可以作為EMs 治療的潛在藥物。地諾孕素作為第四代人工合成孕激素，對(duì)孕激素受體具有高親和性和選擇性，2009 年在歐洲獲批用于EMs 的治療。有研究發(fā)現(xiàn)地諾孕素能夠通過抑制AKT-ERK1/2 活性，激活自噬來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制EMs 病灶形成[32]。此外，人參皂苷能夠通過拮抗雌激素介導(dǎo)的自噬抑制作用，來(lái)增強(qiáng)NK 細(xì)胞毒性，從而抑制異位病灶的生長(zhǎng)[25]。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

作為生物學(xué)特征與惡性腫瘤高度相似的疾病，與大多數(shù)腫瘤性疾病一樣，自噬在EMs 發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著促進(jìn)和抑制的雙重作用。一方面，自噬在EMs 中復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及各調(diào)控通路所產(chǎn)生的自噬效應(yīng)仍有待進(jìn)一步研究。在EMs 組織中，自噬表達(dá)水平存在異常調(diào)控，并與EMs 的病理分期相關(guān)，但是其在組織中的確切表達(dá)變化尚存在爭(zhēng)論。后續(xù)研究中進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量的同時(shí)嚴(yán)格根據(jù)組織分期控制樣本差異十分有必要。另一方面，EMs 中自噬程序是如何被激活的？又是通過什么途徑對(duì)EMs 發(fā)生、發(fā)展過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精密調(diào)控的仍然需要進(jìn)一步探討。現(xiàn)階段通過調(diào)控自噬水平來(lái)為腫瘤治療尋找潛在靶點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)。目前主要通過對(duì)自噬機(jī)制的進(jìn)一步研究和人為調(diào)控自噬水平，誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。因此，探究自噬的機(jī)制、闡明自噬的信號(hào)通路與EMs 的關(guān)系可能為EMs 的治療帶來(lái)新思路，是否能根據(jù)EMs 自身所具有的自噬活性來(lái)選擇自噬激動(dòng)劑或自噬抑制劑治療EMs 將是未來(lái)研究的重要方向。