自噬反应在慢性子宫内膜炎发病中的潜在作用

王兴，杨如玉，司徒晓华，梁炎春

慢性子宫内膜炎（chronic endometritis，CE）是指子宫内膜的持续非特异性炎症，属于妇科常见疾病。人群中CE 的发病率为0.2%～46%，而不孕人群的CE 发病率高达57%[1]。由于CE 可对子宫内膜的免疫微环境产生不良影响，因此认为CE 与不孕症、复发性流产和反复植入失败等疾病或生殖预后不良结果密切相关[2-3]。CE 的发病机制尚不明确，病原学上认为CE 最主要的发病原因是微生物感染[2]。目前研究表明，子宫内膜中的免疫细胞浸润、功能异常及其分泌的炎症因子、趋化因子、凋亡因子和生长因子的浓度异常与CE 发病有关[4]。此外，有研究指出子宫内膜中自噬反应（autophagy）异常参与了CE 的发生[5]。因而，探讨CE 中自噬反应的发生机制及其导致的不良生殖预后的原因，有利于为寻求有效的治疗靶点提供科学依据。

1 CE 患者子宫内膜中存在免疫炎症失调

1.1 巨噬细胞极化异常巨噬细胞极化是指巨噬细胞对特定刺激和信号反应形成不同功能表型的过程。尽管在人体内巨噬细胞不同表型的分界不如在动物模型中的明显[6]，但简单来说仍可分为经典激活的巨噬细胞（M1 型）和交替激活的巨噬细胞（M2型），前者有促炎、杀菌和抑制肿瘤增殖等作用，而后者有免疫调节、血管生成和组织修复的作用[7]。

在正常妊娠期间，巨噬细胞约占人类蜕膜中所有白细胞的20%～30%，其表型的种类和数量随妊娠期而变化。在围植入期，蜕膜巨噬细胞偏向极化为以M1 型为主；当滋养层黏附于子宫内膜并侵入子宫间质时，蜕膜巨噬细胞开始转变为M1/M2 混合型并持续至妊娠中期，参与子宫血管重塑，以建立充足的胎盘-胎儿血液供应；当胎盘发育完全后，蜕膜巨噬细胞极化为以M2 型为主，以维持母体对胎儿的免疫耐受，保护胎儿发育直至分娩[7-8]。

与之相比，CE 患者子宫内膜中巨噬细胞表型的数量和比例存在异常。已知M1 型巨噬细胞可分泌肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、IL-1α 和IL-1β 等促炎细胞因子，从而诱导Th1 型免疫反应[6]。Tortorella等[9]研究发现，CE 患者的月经流出物中IL-6、IL-1β和TNF-α 等促炎细胞因子的含量较正常女性显著增高。这提示CE 患者的M1 型巨噬细胞数量可能显著增加，其分泌的细胞因子可能会改变子宫内膜内免疫细胞的正常分布与功能，与CE 患者RPL、RIF 等生殖预后不良结果有关[10]。

Li 等[11]研究评估了524 例反复妊娠失败患者的免疫状况，发现CE 患者的子宫内膜组织中CD68 阳性巨噬细胞数量高于非CE 患者，而CD163 阳性的M2型巨噬细胞数量在CE 患者和非CE 患者中无显著差别。已知CD68 阳性可作为巨噬细胞的筛选指标，而CD163 是M2 型巨噬细胞的分子标志[12]，因此推测CE 患者的子宫内膜中M1 型巨噬细胞数量增加，M1/M2 型巨噬细胞比例失常，提示CE 患者子宫内膜中巨噬细胞的极化出现异常。

1.2 NOD 样受体蛋白3（NOD-like receptor protein3，NLRP3）异常激活NLRP3 炎症小体的激活与CE 的发生可能存在密切关系。Tersigni 等[13]总结了NLRP3 在产科综合征（obstetric syndromes）中异常子宫炎症出现时所发挥的作用。首先，NLRP3 在人类子宫内膜和胎盘中大量表达，其激活在一系列炎症性疾病的发病机制中都有作用，NLRP3 炎症小体在产科综合征和相关子宫炎症的作用在近十年才被逐渐认识[13]。此外，病原微生物的病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）和损伤组织的损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）可通过结合Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）诱导NLRP3 的组装和激活。NLRP3 一旦完成组装并激活便具有活性，能完成一系列酶促反应，如催化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1（caspase-1），水解IL-1β 和IL-18 前体以产生成熟的分泌型促炎因子，继而可能参与诱导子宫及内膜炎症的发生。更重要的是，RPL、早产和子痫前期等妊娠并发症患者的子宫内膜中均出现了过度的炎症应答以及NLRP3 的表达上调[13]。Yang 等[14]的研究证明了上述观点，淋病奈瑟球菌感染可引起子宫内膜中的TLR2 和TLR4 表达增多，进一步上调NLRP3、前列腺素E2和TNF-α 等炎症相关蛋白的表达，激活子宫内膜的炎症反应。因此，NLRP3 很可能是TLR 下游激活的炎症小体。综上，NLRP3 炎症小体的异常表达与激活引起了CE 患者长期的子宫内膜炎症应答，并最终导致了妊娠期相关并发症和不良的生殖预后。

2 自噬反应调节巨噬细胞极化并影响NLRP3 的组装和激活

2.1 调节巨噬细胞极化自噬反应不仅可以影响巨噬细胞的招募，还可以直接影响巨噬细胞的极化。巨噬细胞的募集因子单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）是一种巨噬细胞的趋化因子，一方面可上调抗细胞凋亡蛋白，另一方面可抑制caspase-8 裂解，减少巨噬细胞凋亡的同时，也可以诱导巨噬细胞自噬的过度活化。这提示自噬反应可能参与了MCP-1 诱导的巨噬细胞招募和存活[15]。多项研究证实，抑制自噬反应可以使M2 型巨噬细胞发生极化，产生高水平的M1 型细胞因子。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）与TLR4 结合后可激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）途径调节自噬，引起M1 型巨噬细胞向M2 型的极化；用雷帕霉素抑制mTOR 信号通路后，可诱导M2 型巨噬细胞向M1 型极化。肝癌衍生生长因子（hepatoma-derived growth factor，HDGF）与TLR2 结合后，能够通过选择性调控自噬控制核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）的稳态，刺激巨噬细胞向M2 型极化。通过药物抑制自噬相关基因5（autophagy-related gene 5，Atg5）的表达或者敲除Atg5基因可抑制自噬，促使M2 型巨噬细胞向M1 型极化。以上研究证据表明，自噬反应在巨噬细胞极化中起关键作用[15]。

尿素特异性蛋白酶19（urea specific protease 19，USP19）是一种在内质网上固定的去泛素化酶。Liu等[16]发现USP19 可调节内质网相关的蛋白降解和DNA 损伤修复。USP19 通过稳定自噬调控关键蛋白Beclin-1 促进自噬，增加活性氧（reactive oxygen species，ROS）的产生，激活NLRP3 炎症小体，进一步引起巨噬细胞向M1 型极化。因此USP19 通过自噬影响NLRP3 的功能，最终可抑制炎症反应，促进M2型巨噬细胞向M1 型巨噬细胞的极化。

2.2 影响NLRP3 的组装和激活Qi 等[17]研究发现，重组型化脓性链球菌分泌的溶血素（recombinant pyolysin，rPLO）对LPS 诱导下的细胞炎症反应有部分抑制作用。更重要的是，rPLO 抑制LPS 诱导的细胞分泌IL-1β 和TNF-α 等炎症因子。因为LPS 可用来诱导CE 模型，因此该研究证实了rPLO 可以抑制CE 的发生。另外，Qi 等[17]还发现PLO 通过转录激活因子6（activating transcription factor 6，ATF6）激活自噬反应，继而抑制NLRP3 的组装和激活，表明PLO对CE 的抑制可能是由自噬反应介导的。因而，自噬反应水平升高对NLRP3 炎症小体的组装和激活有直接的抑制作用。

3 CE 患者的子宫内膜组织中存在异常自噬反应

自噬反应是细胞在内外环境的刺激下，自我降解和循环利用胞内组分的反应过程。自噬反应是细胞粗面内质网无核糖体区域膜或溶酶体膜突出、自吞，包裹细胞内物质形成自噬体（自噬小泡），再与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解所包裹的内容物，属于真核细胞特有的分解代谢过程[18]。自噬反应异常可引起细胞死亡，在机体免疫、炎症的发生发展中起重要作用，因此也可能是CE 的重要发病机制。

Wang 等[5]的研究发现，CE 患者与正常女性相比，子宫内膜组织中微管相关蛋白1A/1B 轻链3Ⅱ型（microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3Ⅱ，LC3-Ⅱ）表达升高，mTORC1 表达减少。LC3-Ⅱ是在LC3 激活后获得的LC3-Ⅰ的磷脂酰乙醇胺耦联产物，是自噬的特异性标志物，LC3-Ⅱ表达升高表明子宫内膜的活性自噬小体形成和清除增加。mTORC1是细胞代谢调节剂mTOR 家族的一员，参与调节自噬过程，通过激活转录因子和抑制自噬作用促进脂质的生物生成和能量代谢。mTORC1 表达降低，对自噬反应的抑制作用减弱。LC3-Ⅱ的表达升高和mTORC1的表达降低都提示CE 患者子宫内膜中自噬反应呈现活跃状态。另一方面，LPS 诱导的炎症反应被磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B/mTOR（PI3K/AKT/mTOR）途径所抑制。因此，Wang 等[5]认为mTORC1 表达减少会加剧炎症反应。综合上述2 个mTORC1 参与介导的反应不难推测，mTORC1 在子宫内膜中的表达下调激活和增强了局部的自噬反应，同时形成局部“促炎”免疫反应，继而促进CE 的发生。

Mohamed 等[19]的研究也提出，在LPS 诱导下的山羊子宫内膜基质细胞（endometrial stromal cell，ESC）炎症模型中，NLRP3、IL-1β 和LC3-Ⅱ在蛋白和mRNA 水平的表达均升高；同时，内质网应激相关蛋白肌醇酶1（inositol-requiring enzyme 1，IRE1）的表达也相应升高。当使用内质网应激抑制剂4 苯基丁酸（4-phenylbutyric acid，4-PBA）处理ESC 后，IRE1、LC3-Ⅱ、NLRP3 炎症小体和IL-1β 的表达均下降。综上可以得出，内质网应激可能参与了LPS 对自噬反应和NLRP3 激活的诱导作用。此外，在使用小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）诱导IRE1 基因沉默、下调IRE1 表达后，自噬反应受到抑制。这提示，IRE1 可促进细胞自噬。因此，自噬反应的异常参与了CE 的发生，并且NLRP3 炎症小体很有可能参与其中。

4 结语

自噬反应作为机体抵御病原体入侵和清除异常细胞器的重要方式，参与机体的免疫、感染、炎症、心血管疾病、神经退行性疾病及肿瘤等的发生、发展过程。目前研究表明，自噬反应的异常可能是CE 的一个重要发病机制。自噬反应的减弱可能通过影响巨噬细胞的极化异常，从而激活NLRP3 炎症小体，最终导致了CE 的发生。这为寻找CE 的治疗靶点提供了新的思路。