miRNA与子宫内膜异位症的最新研究进展

李雅洁，高颖

(华中科技大学附属协和医院，武汉 430022)

子宫内膜异位症(简称内异症)指具有活性的子宫内膜组织(腺体和间质)在子宫体以外的部位生长繁殖，以进行性加重的痛经、不孕等为临床特点的妇科疾病[1]。该疾病为激素依赖性疾病，故多见于育龄期女性。子宫内膜异位症虽为良性疾病，但在行为学上却具有类似恶性肿瘤的特点，如细胞远处转移、粘附、侵袭、种植、新生血管形成等。关于异位子宫内膜的来源至今尚未完全阐明，目前主要的理论学说包括异位种植学说、体腔上皮化生学说、诱导学说、遗传因素、免疫与炎症因素、在位内膜决定论等，其具体发病机制仍在不断的研究中[2]。

微小RNA(microRNA，miRNA)是一类长度为21～25 nt的非编码单链RNA。广泛存在于真核生物中，序列具有高度保守性，主要作用于靶基因mRNA 3′非编码区(3′untranslated region，3′-UTR)使靶mRNA表达沉默，在转录后水平上参与基因的表达调控，调节细胞的增殖凋亡、免疫炎症等活动，从而参与多种疾病的病理生理过程[3]。已有研究人员检测到内异症患者在位内膜、异位内膜或血清中miRNA的表达图谱与正常人具有差异性，且多数学者证实多种基因产物如血管内皮生长因子(VEGF)、细胞粘附因子、缺氧诱导因子(HIF-1α)、前列腺素等参与子宫内膜异位症的发病机制[4-5]，那么miRNA是否在转录后水平参与内异症的发病机制呢？本文对miRNA在子宫内膜细胞的增殖、凋亡、粘附、迁移、血管活性以及免疫炎症等过程中参与的角色进行总结。

1.子宫内膜细胞的增殖与凋亡

异位内膜种植学说或者在位内膜决定论均揭示了异位病灶处的子宫内膜具有异常的增殖和凋亡能力，异位内膜细胞的增殖/凋亡失平衡，内膜细胞得以在病灶处种植发芽并继续繁殖[6]。

miR-155：恶性肿瘤、心血管疾病、多囊卵巢综合征、子宫内膜异位症等多种疾病的研究已经揭示miRNA在疾病的发生发展中发挥着不可忽视的作用，参与细胞增殖分化、侵袭种植、免疫炎症等多种生物学过程[7-8]。在“在位内膜决定论”的指导下，研究在位内膜与异位内膜的特点中发现两者细胞中miR-155的表达水平均高于正常对照组，认为miR-155作用其靶向位点，在转录后水平发挥调控细胞增殖及凋亡的作用，但靶向通路机制目前还不明朗。纪娜等[9]证实了miR-155在异位内膜中高度表达，可能通过对Bax、Bcl-2、MMP2 和MMP9 的调控，增强子宫内膜细胞增生、粘附、侵袭的潜能。高玲等[10]检测在位内膜细胞的miRNA表达，发现miR-155过表达，证实在转录后水平直接靶向Mers1的3’-UTR区调控Meis1的表达，调节子宫内膜基质细胞的增殖，抑制其凋亡。

miR-135：Hox基因(homeotic genes)即同源基因或同源异型基因，是一类专门调控生物形体的基因[11]。HOXA 10 基因参与子宫内膜细胞的增殖、分化等生物学过程并在子宫内膜容受性建立的过程中起着不可忽视的调控作用。Petracco等[12]研究发现子宫内膜中表达miR-135a及miR-135b。miR-135a的表达呈周期性改变，在卵泡期表达增加，排卵期下降，黄体期再次上调。研究发现在位及异位内膜细胞中miR-135a表达水平较正常对照组高3倍。尽管内异症患者miR-135b表达失去周期性改变，但其整体表达水平明显升高。该研究提示高表达的miR-135导致子宫内膜中HOXA10表达受到抑制。王芳等[13]研究结果与上述一致，认为子宫内膜异位症是一种表观遗传学疾病。高水平的miR-135a 可抑制 HOXA10基因的表达，导致子宫内膜的增殖和容受性都下调，提示内异症子宫内膜增殖期存在缺陷和潜在的表观遗传机制。

其他miRNA：Yang等[14]检测到内异症患者的异位内膜中miR-33b低度表达，体外实验证实miR-33b可能通过调节Caspase 3活动及VEGF、MMP9的表达，从而调节异位内膜细胞的增殖与凋亡。Liang等[15]建立内异症小鼠动物模型，认为异位内膜中低表达的miR-200c通过调节MALAT1 过表达从而促进子宫内膜基质细胞的增殖与迁移。韩国学者Park等[16]从红参里提取皂苷，随后用皂苷提取物处理培养的异位内膜基质细胞，观察到经过处理的基质细胞内的miR-21-5p表达受到抑制，同时凋亡潜能增加。Eggers等[17]观察到在内异症或恶性肿瘤中miR-200b的表达受到抑制，miR-200b可能通过作用ZEB1、ZEB2和KLF4调节子宫内膜增殖、凋亡和侵袭。目前miRNA与子宫内膜细胞凋亡与增殖的文献相对较多，结论也多种多样。参与调节子宫内膜细胞增殖凋亡的过程可能存在多种miRNA及靶位点，一种miRNA可能作用多个靶蛋白，同一种通路可能由多种miRNA参与调节，由此形成一个复杂的网络通路参与调节子宫内膜细胞的生物过程。

2.子宫内膜细胞的新生血管形成

具有活性的子宫内膜组织在卵巢、腹膜等部位种植存活的一个必备条件是：新生血管的形成和建立。VEGF是新生血管形成的一个重要分子。已有研究报道，早期内异症异位内膜或在位内膜中的VEGF表达水平均呈持续性显著增高，且失去周期性改变，随着病情的进一步发展，异位内膜中VEGF的表达水平呈下降趋势[18-19]。这提示内异症患者的在位内膜在分子水平层面已呈现新生血管活性异常的生物学特性。对于异位病灶，在疾病早期血管活性最强，晚期由于卵巢囊肿反复出血，存在压迫并有坏死，导致异位病灶的血管形成活性减弱。

miR-199a：有研究报道miR-199a在肝癌、前列腺癌、子宫内膜癌、宫颈癌、食管癌等多种恶性肿瘤的发生发展过程中发挥着重要作用。miR-199在原发性肝细胞癌中的异常高表达，可通过靶向下调RGS17抑制肝癌细胞的增殖和迁移侵袭能力[20]。miR-199也参与子宫内膜异位症的侵袭、迁移及血管生成过程。Hsu等[21]检测了子宫内膜异位症患者血清中miR-199a-5p的表达水平，发现其表达水平显著降低，提出异位子宫内膜间质干细胞中肿瘤抑制基因(SMAD4)可能通过上调miR-199a-5p，作用于VEGF的3’端非编码区，从而抑制异位子宫内膜间质干细胞的增殖、迁移及血管生成能力。为了进一步验证miR-199a参与内异症的发生发展，Dai等[22]检测miR-199a在异位内膜及在位内膜组织中的表达水平，结果显示两者miR-199a表达水平均低于正常对照组，并且在异位子宫内膜中表达最低，提示异常表达的miR-199a通过阻碍IKKβ/NF KB通路及抑制IL-8的表达，削弱子宫内膜间质细胞的粘附、迁移、及侵袭能力。Dai等[23]后续研究发现当在位内膜迁延至卵巢、盆腹腔等处的缺氧环境中时低表达的miR-199可作用于HIF-1α/VEGF-A 通路，从而提高子宫内膜间质细胞的血管生成潜能。近年来，越来越多的学者开始研究miRNA与疾病的相互关系，但同时也发现该领域中存在的一些问题。例如：目前关于miRNA的检测结果未能达到一致性，不同研究者检测同一种类miRNA的结果可能相悖，不同研究者或选用不同研究方法检测miRNA表达图谱的不一致性等。这些可能与疾病的异质性、分期、miRNA稳定性、检测方法等有关，相关困难还需要继续努力克服。

3.免疫与炎症

体腔上皮诱导学说中提出：某些炎症或免疫因素可激活具有高度分化潜能的体腔上皮细胞，诱导内异症的发生与发展。也有研究发现内异症患者腹腔液中白细胞、巨噬细胞、趋化因子等增加，可能与亚临床腹膜炎存在关联[24]。因此有学者提出，内异症本质是一种慢性非特异性免疫介导的炎症性疾病[25]。

miR-141：在全身多种组织内均可以发现前列腺素，它是一类具有多种生理作用的活性物质。前列腺素可能参与内异症的炎症过程，同时诱导加剧患者的疼痛症状。环氧化酶(COX)是花生四烯酸转化为前列腺素代谢过程中的关键酶，它存在两种同工酶COX-1和COX-2[26]。张海燕等[27]的研究证实miR-141及COX在正常子宫内膜及在位内膜、异位内膜上均有表达，但内异症患者miR-141呈低度表达，而COX-2呈高度表达，推测miR-141通过调节前列腺素代谢过程中的限速酶COX-2，改变盆腔组织中的炎症相关内环境，从而诱导内异症的形成。另外，Nematian等[28]也认为子宫内膜异位症是一种异常的炎症反应。他们抽取血液提取miRNA及炎症指标，发现在内异症患者外周血清中miR-125b-5p明显升高，let-7b-5p明显下降，TNF-α，IL-1β and IL-6呈高表达。也有报道miR-142-3p、miRNA-150调节IL-6、CX-CR4等炎症介质，造成内异症患者盆腔内高度炎症改变。内异症与炎症学说目前仍处于初级探索阶段，具体机制还不明朗。炎症反应涉及多种细胞及活性因子，形成一个相互作用的复杂网络，因此调节炎症反应的miRNA可能存在多个靶点，从而调节多种活性因子的表达。

4.子宫内膜异位症的恶性转化

子宫内膜异位症虽是良性疾病，但具有恶性肿瘤的特性，如侵袭、转移、种植[29]。1925年，Sampson报道了内异症与卵巢肿瘤密切相关且建立了第一个内异症恶性转化的组织学诊断标准，1953年Scott在此基础上予以补充修订[30]。尽管目前有文献报道内异症患者发生卵巢肿瘤(如透明细胞癌、子宫内膜样腺癌)可能性增高，但完全满足上述组织学诊断标准的病例较少[31]。内异症与卵巢肿瘤间的因果关系仍需大量的研究以进一步探讨。

miR-191：有学者应用分子病理学及流行病学的方法回顾分析了子宫内膜异位症与子宫内膜异位症相关卵巢癌之间的数据，探索内异症的恶变潜能。在流行病学及组织病理学方面，发现卵巢癌(尤其是透明细胞癌、子宫内膜样腺癌)伴内异症的发病率高于其他妇科疾病。在分子生物学层面，实验证实两种疾病病灶组织中存在共同的基因改变，如TIM3、DAPK1、PTEN等的突变，提示这两种疾病之间可能存在恶性转化的遗传图谱[32]。miRNA作为转录后水平调控的分子之一，参与细胞周期、增殖、凋亡、粘附代谢等多种生物学过程。已有实验证实在这两种疾病的病灶组织中miR-191均过度表达，同时发现TIM3与miRNA-191水平呈负相关表达。随后敲除miR-191后发现TIM3表达升高，并且细胞的增殖能力增强，提示miR-191通过作用于TIM3调控子宫内膜细胞的增殖与凋亡，同时此通路对内异症向相关卵巢癌的恶性转化过程中起着关键的作用[33]。Tian等[34]的研究也证实了miRNA-191在子宫内膜异位症及子宫内膜异位症相关性卵巢癌中高度表达。但他们研究的下游靶点为DAPK1，认为过表达的miR-191直接抑制DAPK1的表达从而促进TNF-α的表达诱导细胞凋亡，该通路的调控机制失平衡后导致恶变的发生。文献报道的与内异症恶性转化相关的miRNA还有许多。Wu等[35]采用高通量测序方法检测子宫内膜样卵巢癌与内异症标本表达的miRNA图谱，探索miRNA是否可以作为诊断及鉴别此疾病的生物学指标。发现miR-1、miR-133a、miR-451在卵巢癌患者标本中的表达显著低于内异症患者，相反miR-141、miR-200a、miR-200c和miR-3613在卵巢癌中的表达显著升高。后续仍需更深入的组织学、细胞学等实验深入研究。

5.参与子宫内膜异位症的miRNA

目前子宫内膜异位症与miRNA的关系研究主要集中在血清miRNA作为内异症无创诊断生物学标志物和miRNA参与内异症疾病发展机制两个方面。

内异症的诊断包括继发性痛经、不孕等症状及子宫直肠陷凹、子宫骶韧带等处触痛结节，同时联合血清学标志物CA125进行初步诊断，腹腔镜下病灶直视及病理检查是内异症诊断的金标准。鉴于金标准为有创性检查，近年来关于内异症术前无创诊断的研究愈演愈热。收集内异症患者术前血清，与非内异症对照组的血清对比，发现大部内异症患者血清中miRNA呈低表达趋势，如miRNA-199a-5p、miR-17-5p、miR-20a、miR-22、let-7b-5p、miR-17、miR-31。经检测MMP-9在内异症患者血清中呈高表达，关联分析显示与miR-199a-5p呈负相关，且miRNA-199a-5p表达量与内异症的r-AFS分期也呈负相关[36]。Dai等[37]在2011.年检测内异症血清中miR-199a的表达也呈显著性低表达。但2017年Maged等[38]检测内异症患者血清及腹腔积液miR-199a却呈显著性高表达。这可能与患者的分期、种族以及miR-199a稳定性有关。血清中的miRNA可来自全身各个器官组织，其表达受到多种因素的干扰，与直接检测异位内膜组织中miRNA表达相比准确性较差。研究发现miR-125b-5p、miR-451a、miR-122、miR-199a、miR-154-5p、miR-145在内异症患者血清中呈高表达趋势。miR-125b-5p、let-7b-5p可能通过激活促炎性因子，参与内异症免疫炎症机制[39](表1)。众多研究者采用多种方法筛选出多种miRNAs，但至今尚未筛选出灵敏度、特异度、精确度均较高的标志物。

表1 内异症患者血清中具有统计学差异的miRNA

为了排除血液中miRNA受到多重因素的干扰，研究者定位于异位子宫内膜组织。获取内异症患者异位内膜或在位内膜，并与非内异症的对照组相比较，发现内异症患者在位内膜或异位内膜中存在多种miRNA的异常表达。其中miR-23a、miR-23b、miR-195、miR-126、miR-542-3p在内异症患者异位内膜及在位内膜中均显著低表达。miR-195通过作用FKN蛋白，从而促进子宫内膜的凋亡，抑制其增殖。在内异症患者异位内膜及在位内膜中检测到miR-195显著降低，削弱子宫内膜的凋亡，促进增殖，从而参与该疾病的发生发展[45]。上文中提到有学者检测内异症患者术前miR-451a呈高表达趋势，随后学者又检测内异症异位内膜及在位内膜中miR-451a的表达，均获得一致的变化趋势[41]。鉴于内异症患者多为年轻女性，多采用腹腔镜诊断并剥除异位病灶，很少同时行宫腔操作，故同时获取同一患者异位内膜及在位内膜的组织标本存在一定难度。部分学者仅获取异位内膜与非内异症患者的子宫内膜进行对照分析，发现miR-556-3p、miR-33b、miR-199a-5p在异位内膜中表达均显著下降。异位内膜中低表达的miR-33b可以调控Caspase-3的活性，增加VEGF、MMP-9表达，参与促进子宫内膜组织增生的过程[14]。miR-556-3p、miRNA-199a-5p可能也参与VEGF表达的调控，从而参与内异症的发病过程[46](表2)。在深入研究内异症发病机制这方面，还需要更多的努力。

表2 内异症患者异位内膜或在位内膜中具有统计学差异的miRNA

miRNA的发现及其相关性研究为疾病病理生理机制提供了一个重大的思维突破。众多miRNA及其靶基因构成了复杂的调控网络，一种miRNA可以在转录后水平调控多个基因的表达，多种miRNA的组合也可以精细调控某个基因的表达协同发挥作用[51]。miRNA通过介导靶基因信号通路的转导调节细胞增殖分化、凋亡、代谢等进程，参与异位内膜增殖凋亡、迁移、侵袭、种植，免疫炎症等生物活动。现研究已表明内异症患者存在与正常女性明显差异的miRNA，有多篇文献对内异症患者miRNA表达谱进行分析并筛选出特异性分子标志物。遗憾的是因内异症的异质性以及miRNA的复杂性，目前还没有稳定性较高、特异性强、准确度高的分子指标用于指导临床诊断或治疗。尽管内异症与miRNA的相关性研究众多，但是多数研究样本量较少，且各研究所测出的差异性miRNA并不一致，甚至有些研究结果相悖。另外，关注点多集中于检测差异性miRNA，功能分析相对较少。已有研究证明部分miRNA参与内异症细胞的增殖凋亡、迁移、粘附、新生血管形成的过程，但其具体作用机制还不明朗，仍处于初级探索阶段。在功能分析方面，多集中于子宫内膜细胞增殖凋亡及迁移、新生血管生成的作用机制探索，免疫炎症机制相对稀少。miRNA在疾病发生发展过程中参与的角色，我们仅看到了冰山的一角，仍需继续对miRNA的功能深入研究。