子宫内膜异位症纤维化发生机制的研究进展

徐滕晗综述 张宗峰审校

子宫内膜异位症(endometriosis，EMs)是一种常见的良性妇科疾病，其特点是子宫内膜样组织在子宫腔外(如卵巢、腹膜和直肠阴道间隙等)的植入和生长，影响了全世界6%～10%育龄期女性的健康[1]。虽然EMs的发病机制尚不清楚，但纤维化是其主要病理特征，在EMs发生和进展过程中有大量细胞外基质重组沉积，组织学上也常表现为子宫内膜腺体和间质周围包裹过多致密的纤维组织[2]。过度的纤维化不仅导致瘢痕形成，产生盆腔疼痛，还会影响输卵管的拾卵功能，减少卵泡储备，导致EMs患者发生不孕[3]。一直以来人们认为EMs纤维化的发生主要是由内膜组织异位种植后诱发的炎性环境导致的，随着机制研究的深入进展，越来越多的异常因素(如免疫炎性细胞因子、关键细胞、感觉神经纤维及非编码RNA等)都参与纤维化过程。本文就EMs纤维化发生发展的研究机制进展作出综述，以期为靶向EMs纤维化治疗提供新的思路。

1 EMs纤维化与细胞因子

1.1 转化生长因子-β 转化生长因子-β(TGF-β)被认为是纤维化过程中的关键分子，已在许多纤维收缩性疾病中发现了TGF-β的过度表达，如皮肤瘢痕、肺纤维化和腹膜粘连等。已有研究表明，与健康妇女相比，EMs患者血清和腹腔液TGF-β水平更高[4]。目前TGF-β促进EMs纤维化的机制主要有：(1) TGF-β1能够促进异位间质细胞纤维化因子(COL1A1、ACTA2、MMP2、CTGF)的表达[5]；(2)促进上皮—间质转化及间皮细胞向成纤维细胞过渡[6-7]；(3)诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化，导致细胞收缩力和胶原蛋白生成增加及平滑肌化生增加，从而导致纤维化[8]；(4)TGF-β可影响T辅助细胞的分化，刺激IL-17和IL-10等更多炎性因子释放至腹腔，利于异位病变形成[9]。

1.2 白介素家族 持续的炎性反应触发被认为是纤维化发展的原因，EMs是公认的免疫介导的慢性炎性疾病。EMs患者腹腔液中促炎细胞因子如白介素(IL)-10、IL-6、IL-33等浓度升高，抗炎细胞因子IL-37等浓度下调，且与盆腔粘连程度密切相关。Ganieva等[10]发现2型辅助性T细胞因子(IL-4和IL-13)刺激巧克力囊肿壁与深部子宫内膜异位间质细胞后，增加了骨膜素(细胞外基质关键蛋白之一)的表达。当子宫碎片移植小鼠体内后，可刺激受体小鼠腹膜腔表面的间皮细胞释放大量内源性IL-33，而IL-33又进一步诱导上皮细胞增殖和病变体积增加，如此恶性循环加重EMs纤维化的早期炎性反应[11]。此外，在子宫内膜异位病变的上皮和基质细胞中均可检测到较高浓度的IL-33，通过IL-33刺激，腹膜巨噬细胞倾向于极化为M2型，加剧病变中的纤维化程度[12]。

2 EMs纤维化与关键细胞

2.1 血小板 EMs病变部位反复出血损伤，又反复修复愈合，最终导致纤维化的形成，在该过程中，血管发生破损并伴随着血小板的外渗、聚集和活化。Zhang等[13]观察到经活化血小板处理后，EMs上皮细胞系形态由圆形变成纺锤形，上皮细胞标志物(E-钙粘连蛋白)、间质细胞标志物(N-钙粘连蛋白、纤维连接蛋白、波形蛋白等)表达上升，并且α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达也显著上调，提示上皮细胞向肌成纤维细胞转分化。在长时间暴露于活化血小板的人原代子宫内膜异位间质细胞中也观察到了α-SMA表达的增加及分化的平滑肌细胞标志物。分子机制实验表明[7，12]，活化的血小板通过释放TGF-β1进而激活TGF-β/ Smad信号通路，促进EMs中上皮—间质转化和成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化，导致细胞收缩力增加，胶原蛋白生成并最终导致纤维化。反过来，子宫内膜异位症间质细胞既可以分泌血管内皮生长因子(VEGF)，促进血管生成和血管通透性增加，导致血小板外渗；又可以分泌强大的血小板活化分子(凝血酶和TXA2)，并以密度依赖性方式诱导血小板活化和聚集，有效地与血小板形成双向沟通[14-15]。在小鼠EMs模型中，抗血小板治疗(丹参酮ⅡA、奥扎格雷、黄芩素)后，血小板聚集、细胞增殖、血管生成、炎性反应、巨噬细胞浸润和纤维化标志物的表达减少，阻碍了上皮间质转化、成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化及平滑肌化生，显著改善了纤维化程度及痛觉过敏[16-17]。一项免疫组织化学分析显示[18]，与卵巢EMs相比，深层浸润性EMs(DIE)病灶纤维含量、波形蛋白与TGF-β1的表达更高，但E-钙粘连蛋白含量、血管化程度较低，血小板聚集较少，造成结果差异除可能是由于EMs所处疾病阶段不同之外，也提示DIE中的加速纤维化可能涉及血小板以外的因素。

2.2 巨噬细胞 巨噬细胞有2种不同的极化激活状态：经典激活(M1)表型和交替激活(M2)表型，M1巨噬细胞介导炎性反应，而M2巨噬细胞主要参与修复性抗炎、组织重塑和促纤维化活动。研究发现[19]，M2巨噬细胞分泌高水平的TGF-β1，驱动病灶内常驻成纤维细胞中α-SMA及Ⅰ型胶原蛋白的表达，刺激其转化成为肌成纤维细胞；此外还可以通过CCL7和CCL8等趋化因子介导的信号转导路径将其募集至损伤部位，最终导致细胞外基质成分的过量生产，胶原蛋白沉积增加，胶原蛋白稳定并交联形成瘢痕组织[20]。M2巨噬细胞可以通过产生精氨酸酶来进一步促进纤维生成，精氨酸酶可激活谷氨酸和脯氨酸，而二者都是胶原合成所必需的[21]。M2巨噬细胞可以释放大量抗炎细胞因子，如IL-10和IL-13等，参与EMs纤维化进展。此外，M2巨噬细胞调节的纤维化机制还涉及到外泌体，M2巨噬细胞衍生的外泌体富含lncRNA-ASLNCS5088，该lncRNA可高效转移到成纤维细胞中，并作为内源性海绵吸附microRNA-200c-3p，从而导致Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤连蛋白和α-SMA表达增加[22]。近年来，有学者发现了一种巨噬细胞向肌成纤维细胞转化(MMT)细胞，它们同时表达2个谱系的标记(巨噬细胞：CD206；成肌纤维细胞：α-SMA)，体外实验确定了该现象发生的分子机制，TGF-β1作用后的骨髓巨噬细胞中TGF-β/ Smad3信号转导途径被激活，导致巨噬细胞表现出成纤维细胞形态，并且α-SMA和Ⅰ型胶原表达增加[23]。Duan等[24]观察到随着EMs进展，M2巨噬细胞浸润逐渐增加，并伴有进行性的上皮—间质转化，成纤维细胞向肌成纤维细胞的转分化和纤维化，巨噬细胞耗竭后M2巨噬细胞的病灶浸润显著减少，病灶纤维化含量和病灶重量也显著降低，然而再次全身性地过继转移M2a巨噬细胞后，病变中纤维化的程度又显著增加。

2.3 间皮细胞 间皮细胞实际上是一种鳞状上皮细胞，在EMs患者的腹腔液、腹膜、卵巢表面上皮等都能表达，并且可以分泌炎性介质、趋化因子、生长因子和细胞外基质成分[25]。此外，子宫内膜细胞与间皮细胞的黏附在子宫外EMs形成的初始阶段发挥重要作用，抑制子宫内膜间皮粘连可有效减少EMs的发生[26]。 学者们认为间皮细胞参与EMs纤维化最关键的机制是通过间皮—间质转化(MMT)分化为成纤维细胞，与上皮细胞一样，经活化血小板分泌的血小板衍生生长因子和TGF-β诱导后，间质细胞获得了MMT形态，侵袭迁移能力增强，钙网蛋白表达减低，但间质标志物的表达明显增加，伴有细胞α-SMA表达升高及收缩力和胶原蛋白生成的增加，但TGF-β1和血小板衍生生长因子信号传导途径中和后消除了间质细胞中血小板诱导的MMT[27]。

2.4 间充质细胞 Liu等[28]成功从EMs患者异位病变中分离出了子宫内膜异位间充质干细胞，并且观察到其在促进异位病变的建立及EMs的进展中发挥着重要作用。 Li等[29]证实了间充质细胞可通过旁分泌产生TGF-β1和Wnt1，促进了卵巢EMs患者异位间质细胞增殖、迁移、侵袭和胶原凝胶收缩，增加纤维化标志物的表达，该现象可被抗TGF-β1抗体或Wnt1负调节剂(Dkk1)逆转。实验表明，Wnt/β-catenin信号通路被间充质细胞条件培养基中的TGF-β1和Wnt1激活，导致卵巢子宫内膜异位基质细胞的纤维化行为增强。近年来，从骨髓、肾、肺等各种组织中分离出的间充质干细胞已被证明能够分化为肌成纤维细胞，提示间充质干细胞在纤维化疾病发展中发挥关键作用。Zhang等[30]首次报道了EMs患者腹腔液中激活素A通过Smad/CTGF途径促进子宫内膜间充质干细胞向成纤维细胞分化。

2.5 肌成纤维细胞 肌成纤维细胞通过在炎性反应或受损的组织内或周围产生大量的细胞外基质成分，包括胶原蛋白(尤其是Ⅰ型和Ⅲ型)、糖蛋白和蛋白聚糖(纤连蛋白、层粘连蛋白和腱糖蛋白)，在纤维化的发病机制中发挥重要作用[31]。在EMs纤维化过程中，在各种因素刺激下，异位子宫内膜上皮细胞、内皮细胞、间充质干细胞、成纤维细胞及巨噬细胞等都向肌成纤维细胞分化，因此纤维化被认为是所有类型EMs病变的最终结果[12，27，30]。

3 感觉神经纤维

与健康的腹膜相比，EMs患者腹膜病变中感觉神经纤维密度增加，深部浸润性EMs也观察到感觉神经过度兴奋，并且病变纤维化程度与病变中的神经纤维密度呈正相关[32]。在小鼠EMs病变模型中，应用树脂氧化蛋白或手术去神经阻断感觉神经支配后，免疫组化分析发现病灶增殖、血管生成和纤维化标志物的表达均显著下降，Masson三色染色评估纤维化程度明显降低。体外实验发现，神经肽物质P和降钙素基因相关肽或大鼠背根神经节的上清液诱导上皮—间质转化，成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化，并进一步将子宫内膜异位病变中的基质细胞转变为平滑肌细胞，最终导致纤维化，提示感觉神经纤维在EMs病变纤维化发生中有促进作用[33-34]。有研究报道感觉神经纤维分泌的神经肽物质P 通过直接激活PI3K/Akt/mTOR/S6激酶途径并诱导促炎性巨噬细胞高表达Arginase-1、CD163和CD206，最终分化为交替激活的M2巨噬细胞[35]。

4 非编码RNA

非编码RNA主要包括miRNA、circRNA、lncRNA,在调节转录和转录后基因表达中起着重要作用。在EMs患者中存在多种非编码RNA表达失调，并与病灶增殖、侵袭、转移、血管生成及纤维化等多种生物学过程密切相关。MiR-214在卵巢EMs患者中的表达低于正常对照组，与纤维标志蛋白表达负相关，细胞过表达miR-214可直接影响α-SMA、Ⅰ型胶原蛋白及结缔组织生长因子的表达，并能阻断TGF-β的促纤维化作用，将miR-214模拟物加载外泌体并将其注入小鼠EMs模型后，纤维化进展被抑制，为EMs纤维化治疗提供了一个新方向[36]。高雌激素作用下原位子宫内膜异位间质细胞中lncRNA H19水平上调，H19通过竞争性抑制miR-216a-5p结合位点来调节ACTA2表达，促进间质细胞的侵袭和迁移，从而导致纤维组织形成[37]。研究人员发现，与正常子宫内膜相比，异位子宫内膜中has_circ_0067301的相对RNA水平显著降低，其可以充当miR-141-5p的内源海绵靶向Notch-1/Hes-1轴调节上皮—间质转化[38]。

5 小结

纤维化是EMs患者的最终结局，常导致慢性疼痛、瘢痕形成、不孕等发生，目前临床上尚无能够成功逆转纤维化的治疗方法。EMs纤维化是由多种细胞因子、细胞类型、感觉神经纤维及非编码RNA共同参与及综合作用的结果，随着对EMs纤维化发生相关的分子和细胞机制研究深入，一些新的靶标和信号转导途径可以阻碍纤维化进展，甚至逆向纤维化。但是目前的实验结果均是在体外细胞或小鼠模型所取得的，并没有人体相关的临床数据。然而相较于其他纤维化疾病，EMs纤维化发展机制的证据并不详实，在以后的研究中要更多着力于绘制全面的分子机制网络图谱，理清各种参与者的层次分级，找到最有效安全的作用靶点。