多囊卵巢综合征与子宫内膜癌相关机制的研究进展

杨盼盼，柴宜红，刘 畅，王晓慧

(兰州大学第一医院妇产科 甘肃省妇科肿瘤重点实验室，兰州 730000)

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是妇科常见的内分泌及代谢综合征，通常表现为长期无排卵、高雄激素及高胰岛素血症、胰岛素抵抗等，多合并不同程度的脂质及糖代谢异常等并发症，如2型糖尿病、高脂血症、心血管疾病等。全球范围内，育龄女性中PCOS的发病率为6%～8%[1]，而在我国19～45岁女性中PCOS的发病率高达5.6%[2]。子宫内膜癌(endometrial cancer，EC)占全球女性癌症发病率的5%，高居全球女性癌症发病率的第6位[3]。调查显示，PCOS患者EC的发病率是健康女性的3倍以上[4]，19%～25%年龄较小的EC女性患有PCOS[5]。流行病学调查显示，PCOS合并子宫内膜不典型增生的女性中EC的发病率高达0.1%，远高于健康人群的0.025%[6]。EC高危因素与PCOS临床特征之间具有诸多相似之处，目前已明确PCOS相关性EC除由于长期雌激素刺激外，还受到高雄激素及高胰岛素血症、慢性炎症、肿瘤坏死因子-α、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸等相关因素的影响。现就上述因素与PCOS相关性EC的研究进展进行阐述，旨在早期发现PCOS相关性EC，多方位评估其相关风险因素，寻找新的潜在治疗靶点，并为指导临床工作提供依据。

1 持续无排卵与EC

持续无排卵为PCOS的主要特征之一，无排卵性PCOS患者子宫内膜长期暴露于无孕激素拮抗的高雌激素环境，导致子宫内膜不同程度的增生，子宫内膜细胞有丝分裂活跃及细胞突变率增加。

1.1雌激素参与EC发生 70%～80%的EC为雌激素依赖型，而PCOS与Ⅰ型EC有明显相关性[7]。雌激素可能通过以下机制参与EC的发生：①通过肥胖相关基因参与EC的发生。肥胖相关基因编码一种酮戊二酸依赖的核酸去甲基化酶，不仅在肥胖相关疾病中起关键作用，还可以促进癌细胞的生长，自我更新和转移[8]。肥胖相关基因在EC组织中呈高表达，且雌激素可通过雷帕霉素靶蛋白信号转导途径诱导肥胖相关基因核积累，进而增强EC细胞的增殖[9]。②通过磷酸酶和张力蛋白同源假基因1(phosphatase and tensin homolog pseudogene 1，PTENP1)-miR-200c的负反馈环参与EC的发生。研究发现,雌激素与其受体结合后可改善miR-200c水平，miR-200c可抑制抑癌基因PTENP1和人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)基因，并激活磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)途径，使子宫内膜癌变[10]。PTEN/PTENP1与miR-200c在EC细胞中的表达呈负相关，miR-200c可直接与PTEN和PTENP1结合，并且PTENP1可以通过双荧光素酶报告基因以及RNA结合蛋白逆转PTEN对miR-200c的抑制功能。此外，雌激素可以改善miR-200c并降低PTEN水平，导致磷脂酰肌醇-3-激酶-Akt途径基因的表达相应增加，EC细胞中的雌激素受体α被敲除时，雌激素对miR-200c和PTEN的作用下降，证明雌激素依赖于miR-200c的表达调节细胞增殖、迁移和侵袭。因此，雌激素可通过PTENP1-miR-200c的负反馈环介导EC的发生。③通过富半胱氨酸蛋白61(cysteine rich 61，Cyr61)参与EC的发生。Cyr61属于CCN家族中的成员之一，其编码的蛋白可与多种因子相互作用，是重要的细胞调节因子，在细胞增殖、迁移、黏附等过程中发挥重要调节作用，而且Cyr61参与细胞凋亡及肿瘤的发生、发展过程。既往研究发现PCOS患者子宫内膜中Cyr61呈高表达，雌激素可迅速调控Cyr61，进而调节细胞凋亡[11]。PCOS患者中Cyr61的高表达反映了子宫内膜对雌激素具有高反应性，因此雌激素可能通过Cyr61介导子宫内膜的增生或细胞突变。

1.2孕酮参与EC发生 孕酮常用于保护子宫内膜和预防EC，但在EC中的具体分子机制尚不完全清楚。PCOS患者子宫内膜存在不同程度的孕酮抵抗，Huang等[12]研究发现，用孕酮处理EC细胞后，长链非编码RNA富含核的丰富转录物1(nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)明显下调，淋巴增强因子1与NEAT1呈正相关，hsa_miR-146b-5p可以靶向淋巴增强因子1和NEAT1，且β联蛋白信号转导途径参与EC发生。淋巴增强因子1或NEAT1在EC细胞中过表达，而用孕酮处理后下调；相反，miR-146b-5p在石川细胞(Ishikawa细胞)中显著降低，而用孕酮处理后上调。β联蛋白信号通路中上游基因淋巴增强因子1调控的下游基因c-myc或基质金属蛋白酶9在石川细胞中显著增加，c-myc基因与NEAT1呈正相关，据此推测孕酮可通过调节lncRNA NEAT1/miR-146b-5p介导的β联蛋白信号通路对EC进展产生抑制作用，因此，这可能为存在孕酮抵抗的PCOS患者发生EC的一种可能机制[12]。

2 高雄激素血症与EC

高雄激素血症是PCOS患者的典型表现，雄激素参与子宫内膜上皮的许多调节过程并与EC存在明显相关性。PCOS患者体内血清双酚A显著高于健康人[13]，且成纤维细胞生长因子13存在于PCOS患者体内[14]。血清双酚A可通过直接刺激卵泡膜细胞或通过性激素结合球蛋白等途径促进雄激素的合成[13]；成纤维细胞生长因子13通过激活促分裂原活化的蛋白激酶通路促进睾酮生成[14]。雄激素可通过多种途径作用于PCOS患者的子宫内膜细胞，引起其增殖甚至恶变[15-16]。雄激素导致PCOS相关性EC发生的可能机制：①雄激素通过转化为雌激素导致EC的发生。雄激素有助于子宫内膜细胞芳香化酶mRNA的合成，PCOS患者子宫内膜细胞中芳香化酶P450表达增加，雄激素可以通过芳香化酶转化为雌激素，而且芳香性雄激素的增加可导致子宫内雌激素形成的前激素可用性升高，因此，PCOS 患者体内的高雄激素状态间接增加了体内雌激素的含量，如前所述，雌激素又作为刺激子宫内膜增生的因子导致EC发生。②通过细胞色素P450-17α羟化酶参与EC的发生。细胞色素P450-17α羟化酶是类固醇激素合成的关键酶之一，与EC的发生有密切联系，Ke等[17]研究发现，在高雄激素环境中细胞色素P450-17α羟化酶表达增加，且EC细胞可通过信号转导及活化转录因子3磷酸化过表达，导致前列腺素E2增加，进而增加雄激素含量，诱导EC进一步侵袭。③通过胶原纤维组织及水通道蛋白3和水通道蛋白8导致EC的发生。Bracho等[18]进行了一项动物实验，对雌性大鼠每天注射脱氢表雄酮以模拟PCOS患者高雄激素环境，结果在这些动物中观察到上皮下基质和子宫肌层厚度增加，对细胞外间隙的分析表明，上皮下基质和子宫肌层厚度的变化与胶原纤维组织和吸水的增加有关，后者与较高的水通道蛋白3和水通道蛋白8表达相关。该研究为进一步了解PCOS相关的雄激素过多症对子宫结构的影响提供了新的证据，推测这可能导致PCOS相关性EC的发生。

3 胰岛素抵抗、高胰岛素血症与EC

近年来研究证实胰岛素抵抗参与PCOS患者子宫内膜增殖过程，PCOS患者常表现为不同程度的胰岛素抵抗，使机体胰岛素的分泌代偿性增加，从而产生高胰岛素血症[19]。高胰岛素血症及胰岛素抵抗可以促进细胞增殖、抑制细胞凋亡，因而可以导致子宫内膜细胞过度增殖甚至恶变。

3.1通过调节细胞因子参与EC的发生 ①通过叉头盒蛋白O1(forkhead box protein O1,FOXO1)转录因子参与EC发生。促分裂原活化的蛋白激酶可负性调节FOXO1转录因子，而促分裂原活化的蛋白激酶途径是调控细胞增殖和凋亡的重要转导通路，当人子宫内膜细胞处于高胰岛素环境时，促分裂原活化的蛋白激酶通路常处于活跃状态，进而导致FOXO1转录因子的低表达，进而促进细胞分裂增殖。Zou等[20]研究发现EC患者中子宫内膜细胞FOXO1活性显著降低，推测FOXO1是EC发生的关键因素，可将其作为治疗EC的新的潜在靶点。②通过胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)参与EC的发生。IGF-1是一种促有丝分裂原，在细胞突变、增殖等过程中具有重要作用，研究证实，IGF-1基因是miR-323-3p的直接靶标，miR-323-3p可抑制IGF-1表达，并且发现PCOS患者体内miR-323-3p的水平明显低于健康对照组[21]。IGF-1受体在人子宫内膜细胞中高表达，PCOS 患者体内由于miR-323-3p水平降低并通过胰岛素直接作用于子宫内膜的IGF-1受体，导致IGF-1过度激活，促进子宫内膜细胞有丝分裂，加速内膜增生甚至癌变。③杂合配对盒6(paired box protein 6,PAX6)参与EC的发生。PAX6是一种主转录因子，其表达水平与胰岛素代谢具有密切关系。研究发现PAX6在多种细胞中普遍表达，可以作为转录激活因子或转录抑制因子[22]。近年来研究发现，PCOS患者子宫内膜细胞由于暴露于高胰岛素环境中导致PAX6呈高表达状态，PAX6的过表达增加了子宫内膜上皮细胞中胰岛素诱导的S期积累，且PAX6可直接结合CDKN1B基因的启动子并抑制胰岛素刺激的子宫内膜上皮细胞中的CDKN1B基因转录，从而导致无法控制的子宫内膜上皮细胞增殖[23]。

3.2通过TET1(ten-eleven-translocation 1)基因参与EC的发生 TET1基因是DNA甲基化和基因表达的关键控制点，在人类癌症细胞中常表达失调。胰岛素可上调G蛋白偶联雌激素受体(G protein-coupled estrogen receptor,GPER)的表达，但胰岛素上调GPER促进EC细胞增殖的机制目前尚不清楚。Xie等[24]研究发现胰岛素可上调TET1基因表达，而后者可上调GPER表达并激活磷脂酰肌醇-3-激酶-Akt信号通路，磷脂酰肌醇-3-激酶-Akt信号通路参与细胞凋亡、分化及增殖过程，并与癌细胞的转移、黏附等相关。故推测TET1基因介导的GPER上调是胰岛素促进EC发生的一种机制。

4 肥胖与EC

肥胖与EC的发生、发展具有明显相关性，美国癌症研究所对26项研究的Meta分析显示，体质指数每增加5个单位，患EC的风险增加50%[25]。肥胖可能通过以下几种机制导致EC的发生：①通过增加循环中的雌激素参与EC的发生。脂肪组织是雌激素的重要合成部位，脂肪组织中的前脂肪细胞、间充质干细胞和脂肪细胞是芳香化酶的主要来源，芳香化酶可使雄激素转化为雌激素，芳香化酶水平和活性随着脂肪的增加而增加，此外，性激素结合球蛋白水平随着脂肪的增加而降低，这间接增加了具有生物活性的雌激素，而雌激素作为刺激因子又可促进子宫内膜增生甚至癌变[26]。②通过胆固醇调节元件结合蛋白1参与EC的发生。胆固醇调节元件结合蛋白1在脂肪酸合成和代谢中起重要作用，该基因还可激活磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶途径，从而协同促进细胞增殖和生长，研究发现 PCOS 和EC患者子宫内膜中胆固醇调节元件结合蛋白1基因表达均显著增加，且与体质指数及血清中三酰甘油水平呈正相关[27]。因此，胆固醇调节元件结合蛋白1可能参与PCOS患者EC的发生，但还需进一步研究证实。③通过胰岛素途径参与EC的发生。肥胖型PCOS患者常普遍存在胰岛素抵抗和高胰岛素血症，三者之间存在复杂的联系，高胰岛素血症及胰岛素抵抗可通过多种机制使PCOS患者子宫内膜增生甚至恶变。

5 其他相关因素

5.1慢性炎症参与EC发生 PCOS患者常伴随不同程度的慢性炎症，在炎症过程中免疫系统中的细胞(如自然杀伤细胞)被募集到炎症部位。目前，子宫自然杀伤细胞被认为是PCOS的子宫内膜标志物[28]，子宫自然杀伤细胞与子宫内膜细胞因子的合成相关，大多数子宫自然杀伤细胞呈CD56+和CD16-表型，自然杀伤细胞可通过释放炎症因子帮助子宫内膜增生、分化和修复。由于PCOS患者在细胞周期的分泌期中自然杀伤细胞数量明显减少，自然杀伤细胞的效应减弱，可能导致女性生殖道的稳态失衡[29]。此外，炎症细胞可以产生线粒体活性氧类，使DNA断裂，此时具有DNA错配修复缺陷的子宫内膜组织可能积累有害的突变基因，导致子宫内膜增生，甚至导致EC的发生。

5.2瘦素和肿瘤坏死因子参与EC发生 瘦素对癌细胞具有抗凋亡和促有丝分裂作用，在EC的血管生成、细胞增殖及凋亡等过程中发挥重要作用，在EC患者体内的含量与EC分期呈正相关。瘦素可通过增加芳香化酶和蛋白的表达增加体内雌激素的合成[30]，研究表明，EC细胞中瘦素受体表达上调，瘦素与其结合后可激活磷脂酰肌醇-3-激酶/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白和酪氨酸激酶2/信号转导及转录活化因子3等通路并促进血管内皮生长因子的表达，进而产生促炎及促血管作用，导致EC发生[31]。肿瘤坏死因子-α在组织损伤修复及裂解过程中发挥关键作用，作为癌细胞生长因子可促进癌细胞的增殖，其还可诱发血管生成因子，促进肿瘤血管生成。PCOS患者子宫内膜中瘦素及其受体、肿瘤坏死因子-α及其受体表达均增加，导致子宫内膜的胰岛素信号转导发生改变，并引起胰岛素抵抗，促进子宫内膜增生导致EC[32]。可见，瘦素及肿瘤坏死因子-α通过多种机制参与EC的发生、发展过程。

5.3烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸参与EC发生 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸由醌氧化还原酶1基因编码，是一种参与多种合成代谢反应(如核苷酸合成)的重要辅酶。醌氧化还原酶1基因与多种癌症有关，其表达受雌激素受体和孕酮的调节，如上所述，异常的雌激素和孕酮信号转导增加EC风险。研究证实醌氧化还原酶1基因在PCOS和EC患者体内的表达均失调，基因表达失调可能导致PCOS女性患EC的风险增加[33]。

6 小 结

国内外许多学者对PCOS相关性EC发生及发展机制的研究取得了一定成果。PCOS患者体内复杂的生化及内分泌改变可通过多种机制使子宫内膜内环境紊乱并影响其基因表达，导致子宫内膜增生甚至癌变。PCOS相关性EC的发生是多种机制、多种途径共同作用的结果，特别是体内信号转导途径的改变可直接导致EC的发生。目前对PCOS导致EC的具体机制尚不完全清楚，因此需要进行更加深入具体的研究，以指导临床工作，采取有效预防措施，降低PCOS相关性EC的发生风险并寻找新的治疗靶点，改善患者预后。