内皮素在妇科疾病中发病作用机制的研究进展

王迪成 秀梅 任威威 薛兵 杨彩瑞 方惠敏

河北中医学院，石家庄，050091，中国

内皮素（endothelin，ET）是迄今为止发现的作用最强、持续时间最久，具有局部调节和收缩作用的血管活性多肽。ET 主要由血管内皮细胞分泌，通过与不同受体结合发挥多种生物学效应。ET 作为强效的血管内皮收缩因子（vascular endothelial contractile factor，EDCF）和血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）的有丝分裂原，通过影响血管功能、调节血管阻力等参与心肌缺血、高血压、脑卒中等多种心血管疾病的发生发展［1-2］。ET 不仅分布于心血管系统，还存在于肺、肾、脑、肝、子宫、皮肤等脏器和组织。有学者认为ET 亦是一种生殖激素调节肽，可以调节生殖激素分泌、生殖器官生理功能、肌肉收缩和细胞有丝分裂，通过调节下丘脑-垂体-卵巢轴（hypothalamic-pituitaryovarianaxis，HPOA）在哺乳动物生殖过程中起到重要作用［3-4］。现对内皮素在妇科疾病发病机制中的作用做综述如下，以期为妇科疾病的防治提供思路。

1 内皮素的生物学特性

1.1 内皮素的结构、分布、合成与调节

1988 年日本学者从猪冠状动脉内皮细胞中提取出内皮素［5］，其分子量为2 492，N 端为胱氨酸，C 端为色氨酸，是由21 个氨基酸残基和两对二硫键连接4 个半胱氨酸组成的双环状结构。根据个别氨基酸的不同，可将ET 分为ET-1、ET-2 和ET-3 三种同源异构肽，其中以ET-1 的缩血管效应最强。虽然三种异构体在结构上相似，但由不同基因独立表达，三者在组织分布、受体结合、生物学效应方面亦有所不同。ET 在人体组织中分布广泛，ET-1 主要由血管内皮细胞和上皮细胞、血管平滑肌细胞、肝细胞和星形胶质细胞合成，ET-2 主要由肾上皮细胞和胃肠道平滑肌细胞合成，ET-3 主要分布于肾上皮细胞、胃肠道平滑肌细胞、肾上腺细胞和神经细胞。

ET 基因表达后经内质网翻译为内皮素前体原（preproendothelin，PPET），由特异 性内肽 酶剪切为前大内皮素（big-ET），再在膜上内皮素转化酶-1（endothelinconver-tingenzyme，ECE-1）的作用下裂解转化，最终成为具有生物学活性的ET［6］。ET 释放受许多因素的调节［7］。正常生理状态下，ET 合成与释放量较低；当机体处于应激状态，或受理化因素如缺氧等影响，内源性和外源性生物活性物质如纤维蛋白酶转化生长因子（如transforming growth factor-β，TGF-β）、细胞因子、磷酸酯酶C、胰岛素、细胞内Ca2+、磷酸肌醇等发生变化时，均可刺激ET 表达；而一氧化氮（nitric oxide，NO）、细胞利钠因子、降钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）、前列环 素（prostacyclin，PGI2）等具有抑制ET 释放的作用。当机体出现下列疾病时，如心梗、肾衰、高血压、动脉粥样硬化、肺动脉高压、妊高症、先兆子痫等，血浆ET-1 含量显著升高［8-9］。

1.2 受体和拮抗剂

内皮素释放后，通过作用于靶细胞膜上的ET 受体（endothelin receptor，ETR）与G 蛋白相互作用，发挥生物学效应。哺乳动物的ETR 包括ET-AR 和ET-BR两个亚型，属于G 蛋白结合受体超家族，均通过G 蛋白与磷脂酶C 耦联。ET-AR 和ET-BR 在体内分布广泛，ET-AR 主要分布在主动脉、胎盘、肺、脑、血管平滑肌和心肌细胞中，有促进VSMCs 收缩及增殖的作用。ET-BR 存在于中枢神经的神经胶质细胞或肾小球内皮细胞中，又分为B1 和B2 亚型，其中B1 亚型主要表达于内皮细胞，通过促进NO 产生介导血管舒张，B2 亚型则可促进血管平滑肌细胞收缩。

内皮素受体拮抗剂分为AR 拮抗剂和ETA/B 非选择性受体拮抗剂［10-11］。选择性ET-AR 拮抗剂可改善血管收缩，降低肺血管阻力改善左室功能；ET-B1 受体介导血管舒张，ET-B2 受体介导血管收缩，选择性ET-B1拮抗剂可导致大鼠出现进行性高血压。ET 受体拮抗剂均可阻断ETB1 受体介导的血管舒张，使内皮细胞产生NO、PGI2 等舒血管物质，同时降低ET-1 的清除率。ETA/B2 非选择性受体拮抗剂是较为理想的ET 受体拮抗剂。

1.3 生物学效应及作用机制

ET 以血管收缩效应为主，对微血管或小动脉较敏感，具有明显的浓度和时间依赖性特征，局部分泌的ET有先舒张后收缩的双相调节效应。ET 灌注活体血管后可释放内皮细胞缩血管因子（endothelial vasoconstrictor factor，EDRF）和前列腺素（prostaglandin 2，PGI2），引起血管、气道、子宫、胃肠道平滑肌和淋巴管收缩。ET 有促进VSMCs 增殖和血管内皮细胞（vascular endothelial cell，VEC）、成纤维细胞分裂的功能［12］。

ET 的生物学效应决定了其在微血管循环中的重要作用［13-14］。缺氧、再灌注、高脂血症导致ET 大量释放，ET 与局部组织受体结合后出现血管痉挛或水肿；肾小球系膜细胞通过ET 产生的收缩作用使肾小球滤过率下降；ET-1 可能通过降低脑血管储备和增强大脑对脑缺血的易感性而增加脑血管风险。此外，ET 可参与内分泌调节，如促进组织型凝血酶原的合成和心钠素（atrial natriuretic peptide，ANP）的释放，促进醛固酮释放和肝糖原分解，促进垂体黄体生成素（luteinizing hormone，LH）和卵泡 刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）的释放、抑制促乳素分泌等［15-16］。

ET 与受体结合的作用机制包括活化蛋白磷脂激酶C（phospholipids kinase C，PLC）和激活细胞膜Ca2+通道。细胞外Ca2+内流，导致细胞内肌浆网向胞浆释放Ca2+，胞内Ca2+浓度升高，引起细胞收缩，刺激细胞合成DNA 及蛋白，促进细胞增生和细胞纤维化［17］。此外，ET 与受体结合，通过与G 蛋白耦联，激活蛋白激酶（protein kinase，PK）和磷脂酶A（phospholipids kinase A，PLA）或Na+/H+交换，改变离子通道的通透性，加强细胞的收缩作用。

2 内皮素在女性生殖系统的分布和作用

2.1 内皮素在卵巢的分布和作用

ET 可由卵巢组织自身合成。研究证实［18］ET-1 与ET 表达于卵巢血管内皮细胞与窦状卵泡的颗粒细胞中，ET-AR 主要分布在内膜细胞和内皮细胞，ET-BR 主要分布在内皮细胞和血管平滑肌细胞。

卵巢组织中的ET 及其受体在激素分泌、卵泡发育和排卵、黄体的生成及溶解中均发挥重要作用。有研究表明ET 浓度可随卵泡和黄体发育的不同阶段而改变，大鼠ET-1 出现在卵泡和黄体周围的膜细胞，推测ET可能参与卵泡中膜细胞的有丝分裂。ET-l 在妊娠的卵巢组织中通过抑制卵巢颗粒细胞分泌孕酮，减少黄体生成素（luteinizing hormone，LH）的合成从而抑制卵泡的发育。研究表明LH 可刺激牛成熟卵泡包膜层ET-1的局部合成，进一步诱导PGE2 分泌，在卵泡破裂过程中PGs 刺激卵巢收缩，ET-1 和PGs 协同作用控制血流量，与其他调控因子共同触发排卵［19］。

2.2 ET 在子宫的分布和作用

目前已有研究证实哺乳动物的子宫内膜、肌层和蜕膜组织均分泌ET，子宫血管和内膜基底层的螺旋动脉中ET 含量均较高。早孕和去卵巢小鼠的子宫内膜中的ET 含量高于肌层，孕期高于发情期；分泌期的腺上皮和腔上皮、血管内皮细胞中存在ET；子宫肌层细胞和产后子宫内膜上皮细胞中ET 免疫阳性，其中肥大细胞中ET-1 呈强阳性。上述研究均提示小鼠子宫中的ET-1 可恢复妊娠和分娩引起的子宫变化［20-21］。子宫内膜作为生殖激素调控的靶组织，随性甾体激素水平的波动而产生月经周期的变化。ET 可调节内膜局部血流和内膜分泌。雌激素可使内膜和基质中ET 含量升高，孕激素促进上皮层细胞合成ET，且雌激素和孕激素处理过的去卵巢动物组织的ET 水平降低，表明雌、孕激素在子宫内膜合成ET 中发挥作用。

子宫内膜组织中的ET 在激素和局部活性因子的调节下，通过自分泌及旁分泌的方式参与月经调节。月经来潮前，血液中雌、孕水平下降而腺体分泌的ET-1 含量升高，ET 可直接作用或刺激内膜细胞释放血管活性物质，引起局部组织螺旋小动脉收缩痉挛，内膜血流减少、缺血剥脱、组织变性，最终造成内膜坏死、出血和女性痛经［22］。此外，ET-1 还可通过调节胎盘血流参与分娩发动。

2.3 内皮素在生殖内分泌中的作用及机制

ET 不仅是血管收缩物质，还是性激素调节肽，通过旁分泌或胞内分泌的方式促进垂体促性腺激素和性激素的分泌，在女性生殖中具有重要作用。哺乳动物大脑皮层、下丘脑、垂体等区域中均发现ET 基因和ET受体的分布。中枢神经系统中，ET 可刺激离体垂体前叶细胞分泌LH，调节LH-RH 的释放。脑内注射ET-1可引起血浆加压素浓度升高，给予体循环ET-1 可促进血管加压素及催产素的分泌。前列腺素对动物黄体具有明显的溶解作用，不仅可直接作用于黄体，抑制孕酮的合成；还可通过收缩血管平滑肌，降低子宫、卵巢的血流，导致卵巢局部缺血，从而抑制孕酮的合成［23］。

3 内皮素与妇科疾病

3.1 内皮素与子宫出血性疾病

卵巢激素的周期变化与子宫内膜ET 的合成及ET受体的亲和力密切相关。一些妇科疾病如功能性子宫出血，由于性激素分泌失调可引起ET 含量升高。有研究表现在猪发情周期的不同阶段，内皮细胞中ET-1 和内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的免疫染色强度也有所不同［24］；另有研究表明合成水苏碱可通过升高功能失调性子宫出血模型大鼠子宫平滑肌ET 含量，降低血管阻力，从而改善内膜组织微循环、促进内膜组织的修复。牛黄体细胞中的血管紧张素和内皮素在发情周期和妊娠的不同阶段的表达不同，提示这些血管活性物质可能对牛的黄体的形成和消退起到调节作用［25］。

此外，不孕症妇女子宫动脉阻抗高于生育能力正常的妇女，其原因可能与ET 增加、螺旋动脉痉挛、内膜缺血所致内膜发育不良有关。国内也有研究显示［26-29］内异症（endometriosis，EMs）中ET-1 和ET-AR 在内膜的表达均增加，且ET-1 与ET-AR 结合通过增强内膜细胞黏附、侵袭和血管生成等参与EMs 发病。多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）模型大鼠血浆ET-1 水平高于正常组，排卵障碍模型大鼠的血管舒-缩因子平衡失调。

3.2 内皮素与妊娠相关疾病

妊娠相关疾病与ET 的表达密切相关，胎盘、羊膜、羊水和脐带中存在ET 及其受体。孕早期母体血ET 水平升高，孕中期下降，孕后期再升高，表明ET 可在妊娠期间调节胎盘循环血管张力和内分泌功能［30］，对维持母婴血液循环、促进胚胎发育具有重要作用。研究表明足月妊娠伴有宫内胎儿窘迫的脐带血ET 水平明显升高，且与脐血pH 值负相关，故脐血ET 水平是反映缺氧酸中毒胎儿循环功能状况的指标，可能通过影响胎盘循环降低胎儿供血、供氧，引起宫内胎儿发育障碍。

有文献报道重度妊高征母体血浆ET 含量较高，螺旋小动脉的异常细胞滋养层受到侵犯，导致子宫胎盘灌注减少，被认为是子痫前期发病机制［31］。子宫胎盘血管生成是妊娠的基础，受血管调节因子控制，如内皮素和肾素-血管紧张素［32］。胎盘缺血、缺氧可导致母体血管内皮功能障碍，促进内皮素、血栓素和超氧化物的生成，血管对血管紧张素Ⅱ的敏感性增强，内皮异常通过升高总外周阻力引起高血压，故血浆ET 是妊高征发病的重要因素，可作为判断妊高征病情严重程度的指标之一。Zhou 等［33］的研究亦表明妊娠期慢性低氧可通过增强ET-1 和ET-A 受体介导的信号传导途径诱导妊娠大鼠的先兆子痫症状，是先兆子痫的发病机制。

3.3 内皮素与妇科肿瘤

ET-1 及ET-AR 在肿瘤中过量表达，ET 与细胞膜上的受体结合，通过三磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP3）、Ca2+-钙调蛋白激酶等信号传导途径引发多种细胞内效应［34］，如通过促进原癌基因c-los 表达促进肿瘤细胞的有丝分裂和增殖及新生血管的生成，通过抑制肿瘤细胞凋亡、引发肿瘤细胞转移等参与妇科肿瘤的发生发展［35］。卵巢癌组织中的ET-1 mRNA 明显增加且有ET-AR 表达；ET-AR 拮抗 剂BQ-123 可抑 制ET-1 引 起的癌细胞生长，降低非ET-1 刺激癌细胞的生长速率。

子宫内膜腺癌、子宫内膜增生症、增生期子宫内膜中ET 和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达呈正相关，可随肌层浸润深度增加和脉管瘤栓的出现而出现，故可将二者作为早期辅助诊断子宫内膜腺癌的参考指标。有研究表明［36］ET-1在良恶性卵巢肿瘤中的表达均明显高于正常卵巢，且ET-1 可能通过活化ROCK/SLUG 信号通路促进人卵巢癌细胞的恶性进展和转移。

4 展望

综上，内皮素在卵巢和子宫中均有表达，并作为生殖调节肽，以自分泌和旁分泌的方式调节下丘脑-垂体-卵巢轴和胎盘生殖激素的分泌；同时作为一种广泛的血管收缩肽，对调节子宫内膜血流、维持胎盘循环稳态、参与黄体溶解及妊娠分娩的发动具有重要作用，因此ET 的异常分泌对妇科疾病的诊断具有一定意义。目前，随着基础和临床医学研究的不断深入，ET 在生殖内分泌中的作用逐渐受到重视，探讨ET 在妇科疾病中的病理作用机制、寻求有效的ET 受体拮抗剂和内皮素转移酶抑制剂，或将为妇产科疾病的防治提供新思路、新途径。