子宫内膜异位症发病机制的研究进展▲

刘巧梅 李 宁 韦丽丽 苏 游 杨玲玲 陆 莹

(广西国际壮医医院妇科，南宁市 530000)

【提要】 子宫内膜异位症(EMs)是常见的妇科良性疾病，却有恶性疾病的生物学特征，临床治疗效果欠佳。研究发现，子宫内膜间质细胞在EMs形成的各个环节起到重要作用。对子宫内膜间质细胞持续增殖、抗凋亡、黏附和侵袭、促进血管生成中的作用与EMs发病机制的研究具有重要临床意义。

子宫内膜异位症(endometriosis，EMs)是指有活性的内膜细胞种植在子宫内膜以外的部位而形成的一种常见妇科疾病。其发病机制未阐明，内分泌因素、炎症、免疫、新生血管生成、遗传因素、干细胞学说等众说纷纭，至今尚无定论。因发病机制不明确、发病率高、复发率高、治疗效果不满意而使其成为关注热点。“经血逆流”内膜异位种植学说是目前公认的腹腔EMs形成的主要原因。子宫内膜间质细胞必须通过腹腔液体、腹腔细胞和腹膜细胞外基质，才能完成黏附、侵袭、血管形成，实现异位病灶的产生、生长、发育及引发症状。子宫内膜间质细胞在EMs发病的各个环节均扮演重要角色。本文就间质细胞持续增殖、抗凋亡、黏附和侵袭、促进血管生成作用与EMs发病机制研究作一综述。

1 子宫内膜间质细胞与增殖、抗凋亡

正常的子宫内膜细胞通过增殖和凋亡的平衡，实现子宫内膜的周期性生长和剥落。EMs主要表现为在位内膜细胞和异位内膜细胞的增殖凋亡机制失衡，从而导致疾病发生并进一步恶性进展。EMs细胞的增殖和凋亡机制主要涉及间质细胞上Rho/ROCK通路、P300/CBP相关因子(PCAF)、钙周期蛋白(S100A6)、抗凋亡蛋白Bcl-2 。

1.1 Rho/ROCK通路 Rho/ROCK通路是机体组织中普遍存在的一条信号通路，其伴随多种炎症介质和细胞因子受体偶联机制的活化而激活，通过激酶级联反应直接或间接参与细胞骨架的调控，从而产生一系列与细胞异位生长相关的生物学效应。目前发现的分布在哺乳动物组织细胞中的Rho GTP酶成员主要有Rho(A、B、C)、Rac、Cdc42等。许多研究证实该通路能调节肿瘤过程中细胞增殖[1-2]、凋亡[3-4]、黏附、细胞骨架等进程。EMs的发病过程与肿瘤非常相似，因此认为其发病机制也有相似之处。研究表明[5]，在异位子宫内膜间质细胞中 Rho/ROCK 信号通路处于激活状态，引发子宫内膜间质细胞核因子κB(NF-κB)、金属基质蛋白酶-9( MMP- 9)表达升高，基质蛋白酶组织抑制剂-1(TIMP-1)的表达减少，引起下游一些细胞因子的表达和抗凋亡蛋白的表达增加，促进异位细胞的生长能力和抗凋亡能力，有利于异位病灶的生长和扩大。同时，该通路的激活也可以促进许多炎症因子释放，调节异位细胞的分裂增殖和免疫逃逸[6]。cofilin-1基因(CFL1)是 Rho/ROCK下游的信号分子，血小板源性生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)是EMs在位内膜间质细胞CFL1表达的强诱导剂[7]。PDGF对多种肿瘤细胞增殖有重要作用[8]。穆庆等[7]报道了EMs在位内膜间质细胞增殖对其呈现明显的剂量依赖性，推测PDGF对于EMs在位内膜细胞增殖调控是通过 Rho/ROCK信号途径对CFL1的调控实现。

1.2 P300/CBP相关因子(P300/CBP associated factor，PCAF) PCAF 是一个具有组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase，HAT)活性的转录辅助因子。我国学者[9]首次发现EMs患者间质细胞中PCAF表达减少，并证实PCAF参与人子宫内膜间质细胞的增殖过程。PCAF通过和细胞周期依赖性激酶(cyclin dependent kinases，CDKs)CDK2直接结合并乙酰化修饰其第33位点的赖氨酸残基，抑制细胞周期进程中cyclin/CDK2复合物的活性，从而将成肌细胞阻滞在S和G2/M 期[10]。PCAF通过乙酰化修饰p53 C末端第320位赖氨酸残基，增强p53与DNA的亲和力，参与p53介导的 p53-mdm2-p21/WAF1/CIP1/SDI1信号通路，将细胞周期阻滞在G 1期[11]。刘红玉等[12]报道了EMs患者在位子宫内膜组织中CAPN 7蛋白较正常育龄妇女内膜组织中异常高表达，进一步实验发现CAPN 7通过调控Cyclin D3的表达促进人子宫内膜间质细胞的增殖。研究表明，着床关键转录因子HOXA10通过增加间质细胞中Cyclin D3蛋白表达亦可促进子宫内膜间质细胞的增殖[13]。

1.3 钙周期蛋白(S100A6) S100A6是一个由90个氨基酸残基形成的钙结合蛋白，属于S100蛋白家族的一员。S100蛋白家族广泛参与细胞周期活动、细胞分化、肿瘤生长等过程[14]。高菊梅[15]通过体外培养鉴定32例卵巢EMs和32例卵巢良性畸胎瘤患者的在位子宫内膜间质细胞，发现 EMs患者在位子宫内膜间质细胞中S100A6存在高表达，与细胞增殖和迁移呈正相关，和细胞凋亡呈负相关；高表达S100A6可以提高EMs患者在位子宫内膜间质细胞中β-catenin的表达。β-catenin通过传输细胞外信号激活靶基因，是关键的转录激活剂，同时也是Wnt通路的重要调节子，其在细胞核内聚集可作为Wnt信号通路激活的标志[16-17]。随后其团队又发现通过上调细胞中S100A6的表达水平能增加EMs患者在位子宫内膜间质细胞的增殖能力，促进细胞的迁移并抑制细胞的凋亡[18]。

1.4 抗凋亡蛋白 Bcl-2(B-cell lymphoma-2) 细胞凋亡即基因控制的程序性细胞自我消亡，对组织器官正常生理功能及机体维持自身稳态非常有意义。1976年Hopwood率先发表了细胞凋亡小体存在于子宫内膜的报道。不断有新的发现证明，分泌晚期和月经期功能层老化子宫内膜细胞的消亡是由细胞凋亡机制维持的，越来越多的疾病病理生理学基础证实与细胞凋亡的过度或者减弱有关。免疫相关疾病、恶性肿瘤等疾病的发生被认为是由细胞凋亡受到抑制引起的，EMs中凋亡通路上关键因子的表达异常受到了越来越多的学者关注，但其具体机制目前尚不明确。Bcl-2基因可以阻挠细胞凋亡，延长细胞寿命，是一个对细胞凋亡影响很大的原癌基因。Bax是Bcl-2同源的一种相关蛋白, 可以对抗Bcl-2的生物学活性。在正常子宫内膜中，Bcl-2的表达受月经周期的影响[19]。分泌早、中期少量表达，分泌晚期及月经期不表达，增生期最多，其表达多寡的变化正好同月经周期中的凋亡增殖一致。Bax和Bcl-2蛋白在人子宫内膜腺上皮和间质细胞上呈周期性表达。Bax在间质细胞分泌期表达阳性，在增生期表达阴性。在腺上皮上增生期到分泌期，阳性表达呈进行性增强。Bcl-2在腺上皮和间质细胞上分泌期均无表达，增生早、中、晚期表达逐渐增加。EMs的Bcl-2强表达，Bcl-2/Bax异型二聚体增加，Bax弱表达则Bax同型二聚体减少，子宫在位内膜的凋亡机制受到严重的抑制，内膜细胞凋亡减少，同时异位内膜细胞的凋亡也被显著抑制，异位内膜细胞存活时间延长，细胞的凋亡与增殖失去平衡[20]。

2 子宫内膜间质细胞与黏附、侵袭

经期脱落的子宫内膜细胞逆流进入输卵管，突破腹水或腹腔液、腹腔细胞和腹腔细胞外基质三道防线进入腹腔后，进一步穿透腹膜基底层进行黏附和侵袭，是EMs形成的关键步骤。动物体外实验显示，子宫内膜或者逆流的子宫内膜碎片可以黏附种植于腹膜[21]，但在此过程中究竟是内膜上皮细胞与腹膜黏附，还是间质细胞与腹膜黏附，或者是其他因素的影响作用等问题仍无定论。研究表明[21]，子宫间质细胞和腹膜间皮细胞的黏附能力主要由子宫内膜间质细胞来源决定，与腹膜间皮细胞的来源关系甚微。盆腔EMs病灶形成过程中，子宫内膜间质细胞比腺上皮细胞先黏附在腹膜间皮细胞上。Griffith等[22]由此猜想间质细胞的黏附功能在初始阶段起主要作用。间质细胞的黏附和侵袭功能与核因子 κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信号通路关系密切，近些年越来越受到研究者重视。现就NF-κB信号通路与EMs间质细胞黏附和侵袭功能作一介绍。

2.1 NF-κB信号传导通路与成员 NF-κB是1986年Baltimore和Rwiansen在成熟B细胞和浆细胞中找到的，因为能与免疫球蛋白κ-轻链基因增强子的B位点结合，调控免疫球蛋白κ-轻链上基因的转录，故被称作核转录因子κB(NF-κB)。NF-κB主要由5 个相关的转录因子组成：p50、p52、p65(RelA)、RelB和c-Rel。其成员两两结合后，可形成不同的NF-κB转录因子，其中多肽p65和p50组成的异二聚体是最常见的。一般情况下，在细胞质中以无活性的状态存在，原因是此二聚体能与一个抑制蛋白(IκB、IκBα、IκBβ、IκBε、IκBζ、Bcl-3、IκBns、p100或p105)结合成三聚体复合物。三聚体形式下，NF-κB没有活性。NF-κB信号通路可以被不同的因子激活。研究表明，有些外在因素，如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)、环氧化酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等可以通过NF-κB信号通路刺激其蛋白活化，上调其表达，使异位内膜间质细胞产生大量的炎症因子如白介素-6(interleukin-6，IL-6)、白介素-8(interleukin-8， IL-8)、白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)等[23-28]，从而改变异位子宫内膜的生物学特性和盆腹腔微环境，促进异位内膜的黏附、侵袭和血管形成。根据NF-κB信号通路的发生机制可分为3种：经典的NF-κB信号通路、NF-κB信号通路旁路途径和前体蛋白p105参与的NF-κB活化途径。尽管上游信号来源较多，但是最终都汇集到IκK，作为激酶的IκK能使IκB蛋白磷酸化，导致它从三聚体中解离出来，NF-κB的二聚体就能暴露出核定位序列(nuclear localization signals，NLS)，迅速从细胞质进入细胞核内，与DNA的特异序列相结合，促进相关基因的转录，启动并调节机体免疫反应、炎症反应和细胞的侵袭、黏附、增殖、凋亡和血管形成等。这些细胞的反应程序对EMs的发生、发展均有影响。

2.2 NF-κB促进间质细胞黏附和侵袭 有研究表明，子宫内膜间质细胞及腺上皮细胞均表达NF-κB(p50/p65)、IκB、IκK和NF-κB-p65[29]。NF-κB-DNA的结合力受月经周期影响，分泌期及月经期子宫内膜 p65-DNA结合低于增生期[29]。孕激素是NF-κB的抑制剂，黄体期孕激素水平高，故分泌期子宫内膜的NF-κB-p65水平降低，月经期孕激素水平下降，理论上子宫内膜NF-κB表达会增强，然而与增殖期子宫内膜相比，月经期NF-κB的表达居然显著降低，猜测这是由于月经期雌激素处于低水平状态导致的[30]。NF-κB-p65的DNA结合力在EMs病灶的活性要比在位内膜高，EMs病灶中NF-κB-p65的DNA结合力高于在位内膜中NF-κB-p65的DNA结合力，且 NF-κB通路在红色有活性EMs病灶中的活性要高于黑色失活的病灶[31]。孙群燕[32]报道了小鼠p50的表达缺失导致在位内膜、异位内膜和阴道蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)表达显著减少，提示PKC的表达受到NF-κB系统的调控。PKC是疼痛发生的重要的细胞间介导因子，参与炎症引起的伤害感受器敏化以及急性疼痛向慢性疼痛的转换。p50/p65二聚体在NF-κB的经典通路及非经典通路中均被发现。 经典通路对子宫内膜细胞及基质细胞的炎症刺激有反应，而非经典通路对活性氧类、组织缺氧及基因损伤有反应，推测这两条通路在病灶中均被激活[33]。进一步研究发现，NF-κB可通过调节靶基因，如细胞间黏附分子(ICAM)、 金属基质蛋白酶(MMP)、中性粒细胞激活肽-78(ENA-78)的表达，影响黏附和侵袭反应、免疫和炎症反应、增殖和抗凋亡反应及血管形成，从而参与EMs的发生、发展[33]。其中，黏附分子是一类调节细胞与细胞间、细胞与细胞外基质相互作用，从而起到黏附作用的跨膜蛋白，包括整合素、粘连蛋白、免疫球蛋白超家族、选择素家族及一些尚未归类的细胞间黏附分子。在EMs形成的早期阶段，黏附分子对逆流的子宫内膜细胞的黏附和种植起重要作用。Lin等[34]在不同氧浓度环境下培养子宫内膜间质细胞，发现低氧微环境可以促进子宫内膜间质细胞产生更多的TGF-β，同时激活TGF-β/Smad信号通路，提高整合素的表达，可以增加间质细胞在异位内膜的黏附力。有学者证实间质细胞在NF-κB通道被诱导后TIMP-1、TIMP-2、MMP-2、MMP-9等黏附因子的表达和分泌增加[35]。Marschalek等[36]在实验中同样观察到EMs形成初期黏附因子在7 d后表达增加。ENA-78是上皮细胞来源的中性粒细胞激活肽，可促进异位内膜细胞的侵袭、增殖，也是一种重要的血管生成因子，可促进新血管的生成，也能造成局部组织缺血缺氧，导致纤维化，加重盆腔粘连。异位内膜血管被诱导生成，血管通透性增加，都是由血管内皮生长因子过多表达造成的，且这些都是内异症发生、发展的关键因素。

3 EMs患者子宫内膜间质细胞与血管形成

月经剥落的内膜异位黏附并种植后，只有新生血管的形成和有效血液供应的建立，内膜组织才能继续存活生长。子宫内膜间质细胞产生的VEGF、COX-2、Ang在这一过程中起着关键作用。

3.1 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF) VEGF是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子，在体内可以诱导新血管生成。VEGF是由二硫键连接的两条分子量均为24kDa的单链组成，是高度保守的同源二聚体糖蛋白，因 mRNA剪切方式不同，可生成VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF185、VEGF206五种蛋白，前三种蛋白为分泌型可溶性蛋白，通过直接作用于血管内皮细胞，促进血管内皮细胞增殖，提高血管通透性[37]。肿瘤组织的生长必须依赖新生血管提供营养物质和氧气，是VEGF作为肿瘤治疗靶点的理论基础。研究[38]表明EMs患者的 VEGF表达增强，提示VEGF在EMs的病理性血管生成中起重要作用。更进一步的研究提示EMs患者在位及异位子宫内膜间质细胞VEGF、COX-2、PGE2的蛋白分泌及mRNA表达均升高，且异位病灶间质细胞升高更明显，表明在EMs发病中异位病灶子宫内膜间质细胞血管生成能力更强[39]。刘琦等[40]发现EMs患者异位内膜间质细胞与在位内膜间质细胞中miRNA-150的表达均下调，且miRNA-150是通过调控CXCR4的表达参与EMs的发生、发展。CXCR4与其特异性受体结合通过激活PI3K/AKT信号传导通路诱导VEGF的生成[41]。李蕾等[42]运用荧光定量PCR技术和酶联免疫吸附试验，观察到炎症因子IL-1β作用于EMs患者在位内膜间质细胞时，activin A mRNA表达及蛋白呈IL-1β剂量依赖性增加。activin A可以增强血管内皮生长因子的作用，并且能够通过p38和MAPK依赖机制提高VEGF及其受体的表达，促进血管生成[43]。缺氧诱导因子 - 1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)是介导细胞对缺氧微环境进行适应性反应的关键性转录调控因子。缺氧也是刺激间质细胞分泌VEGF的一个重要因素。

3.2 环氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2) COX-2是一种限速酶，在花生四烯酸环氧酶代谢途径起作用，多数组织中几乎检测不到，仅在炎性因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8)、细胞因子、内毒素、肿瘤刺激因子和某些激素刺激下迅速表达。因此，COX-2被认为是“快速反应基因”。在正常人子宫内膜腺体和血管内皮中都有COX-2的表达，它可以催化花生四烯酸合成PGH2，在PGE2合酶的作用下合成PGE2。在EMs发病中，PGE2参与调节血管生成、细胞增殖、抗凋亡、免疫抑制等病理生理过程[44]。EMs患者异位内膜间质细胞中存在COX-2→PGE2→雌二醇的正反馈；腹膜巨噬细胞中存在COX-2→PGE2→促炎因子(白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α 等)的正反馈，二者共同作用使得EMs患者腹腔液中COX-2、PGE2浓度持续升高，异位内膜组织中COX-2、PGE2浓度高于在位内膜组织，促进EMs的发生、发展[45]。有研究发现将体外培养的EMs 子宫内膜细胞加入COX-2抑制剂能够减少细胞VEGF的表达，进一步说明COX-2在VEGF介导的EMs的血管生成中发挥了关键作用[46]。Luo等[47]报道了COX-2通过作用蛋白激酶C及其下游的信号通路在VEGF表达上调的过程中发挥关键作用。陈琦等[48]报道了EMs在位内膜组织COX-2基因CRE位点去甲基化与COX-2表达增高相关，并参与EMs的发生发展。CRE是COX-2基因启动区调节COX-2转录激活的关键位点之一。ATF-2、c-Jun、c-Fos、CRE结合蛋白等转录因子，都能与COX-2基因启动子区CRE位点结合， 从而调控COX-2基因的表达[49]。Endothelin-1、TNF-α、PDGF等许多生长因子也可通过增加细胞内cAMP水平、激活COX-2基因启动子区CRE位点上调COX-2基因的表达。

近年有专家指出，NF-κB激活剂脂多糖可以增强子宫内膜间质细胞COX-2和PGE2的表达，NF-κB抑制剂能够减少子宫内膜间质细胞的COX-2、PGE2基因以及蛋白的表达[50]，由此我们猜测NF-κB通路与COX-2表达关系密切。

3.3 促血管生成素(angiopoietin，Ang) Ang调节血管的形成、退化和稳定，这是继VEGF之后发现的内皮细胞特异性促血管生成因子。EMs患者的Ang 1和Ang 2在子宫内膜血管内皮细胞、腺上皮细胞和间质细胞中表达[51]，且高于非EMs在位内膜。目前研究认为两者表达失衡以及Ang-2表达显著上调可降低血管的稳定性， 启动早期的血管形成信号[52]。

目前有学者[53]在实验中发现，离体的EMs异位内膜间质细胞能够分泌凝血酶和血栓素a2诱导血小板的激活。血小板的激活有助于止血、伤口的愈合，参与血栓、动脉粥样硬化、炎症和癌症的形成。近年来，血小板的激活与EMs发生有关的报道相继出现。有报道称血小板的激活可以诱导COX-2、MMP-9、VEGF的过度表达，推测内异症患者内膜间质细胞血管生成、增殖与血小板激化有关[54-55]。

综上所述，间质细胞在EMs异位病灶的形成过程中所起作用的研究已经取得了较大进步。EMs异位病灶的形成过程错综复杂，受多因素影响，希望通过进一步的研究，在间质细胞上能够找到一个治疗靶点，既能对在位内膜进行调控干预、改变其生物学特征和行为，又能抑制异位内膜的生长繁殖。总之，EMs患者子宫内膜间质细胞上NF-κB信号通路与异位病灶形成关系密切。本课题期望通过阻断NF-κB信号通路的上游分子，改变下游因子的表达，改变细胞生物学活性，破坏异位病灶的形成，为内异症治疗提供一种行之有效、疗效持久的方法。