您的当前位置：盆腔粘连 > 疾病症状 > 子宫内膜异位症有关信号通路的研究进展
子宫内膜异位症有关信号通路的研究进展
子宫内膜异位症（endometriosis，EMS）是指出现在子宫腔被覆黏膜以外的身体其他部位的、具有生长功能的子宫内膜组织所引起的疾病，其临床症状可表现为痛经、慢性盆腔疼痛、月经异常、性交痛及不孕等，严重者可影响生活质量。目前有10%~15%的孕龄妇女受EMS的困扰，30%~50%的EMS患者可伴有不孕。EMS患者异位子宫内膜存在导致不孕的诸多不利因素，如子宫内膜容受性降低、盆腔粘连影响精卵结合，免疫失调、细胞因子异常分泌，黄体功能障碍、高催乳素血症等。研究证实，EMS患者的在位内膜组织与非EMS患者内膜组织相比，其内皮细胞基因表达差异明显。这些差异及激素调节失衡均可导致在位内膜细胞增殖分化状态的改变，使内膜细胞在子宫外播散和种植的能力增强。其中EMS中存在的多种细胞凋亡/存活信号转导通路的异常，包括RAS/RAF/细胞丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-aetivatedproteinkinases，MAPKs）通路、磷脂酞肌醇激酶（phosphatidylinositol3-kinase，PI3K）/AKt（PKB）通路、腺上皮-间质相互作用通路、Rho/ROCK（Rhoassociatedcoiledcoilformingproteinkinase）通路。
1MAPKs信号通路
MAPKs信号通路是将细胞外信号介导至细胞内反应的信号转导系统，其反应路径是以MAPK为枢纽的，研究表明，MAPKs信号接受来自生长因子、环境刺激等大量信号，进而作用于核转录因子，调控基因表达，参与异位子宫内膜的生成。其中与EMS有关的信号通路包括细胞外信号调节激酶（extracellularsignal-regulatedkinases，ERK1/2）通路、P38丝裂原活化蛋白激酶（P38mito-gen-activatedproteinkinase，P38MAPK）通路、C-Jun氨基末端激酶（c-JunN-terminalkinase，JNK）通路等。
1.1ERK1/2MAPK信号通路与异位内膜细胞的增殖黏附EMS是激素依赖性疾病。有研究证明，雌激素对ERK1/2信号通路的异常启动加强了EMS患者异位内膜细胞的增殖、抗凋亡以及迁移能力。Ngo等用ERK激酶的抑制剂处理异位内膜细胞，抑制ERK的磷酸化，则能显著降低异位细胞的增殖。Yotova等进一步观察到，ERK1/2刺激内膜间质细胞（ESC）增殖、抑制其凋亡，是刺激细胞增生和分化的重要细胞内因子，包括磷酸化Elk-1、AP-1、STATs、CREB等。EMS患者比非EMS患者的在位内膜分泌早、中期ESC的ERK水平显著升高，体外培养ESC对雌激素刺激亦有明显的反应。同时研究表明，ERK1/2磷酸化的显著增强与雌孕激素协同作用也有一定关系。
1.2P38MAPK信号通路与异位内膜细胞的增殖分化及炎症反应P38MAPK是EMS的发生、发展过程中另一条重要的信号通路。P38MAPK负责各种应激反应细胞的信号转导，这种作用由炎性细胞因子启动。
Seval等观察到，雌激素可能通过内膜组织中的某种受体启动P38MAPK通路，被启动的P38MAPK对其底物进行快速调控，从而直接发挥其促进细胞增殖分化的作用。同时，P38MAPK抑制剂可以使动物子宫内膜异位灶的生长以及异位内膜组织中白介素-6（interleukin-6，IL-6）和单核细胞趋化蛋白-1（monocytechemoattractantprotein-1，MCP-I）的分泌降低。前列腺素E2（prostaglandinE2，PGE2）能够促进异位灶雌激素的自分泌，而环氧化酶2（cyclooxy-genase2，COX-2）是PGE2合成的关键酶。P38的阻断剂能同时降低COX-2的合成和PGE2的分泌。另外，白介素-17A（interleukin-17，IL-17A）启动异位内膜IL-8和COX-2的表达，蛋白酶启动性受体2（protease-activatedreceptor2，PAR2）促进异位细胞增殖以及IL-6和IL-8的分泌，都与P38MAPK信号转导通路有关。
1.3JNKMAPK信号通路与异位内膜细胞炎症反应及血管形成JNK，又称应激启动蛋白激酶（stress-activatedproteinkinase，SAPK）。研究证明，在EMS妇女的腹腔液中巨噬细胞的数量和炎症细胞因子的水平显著增加，而JNK的抑制剂能使E2及IL-8浓度降低，由此推断雌激素促进子宫内膜促炎症因子生成的过程中有JNK的参与。同时有实验证明，在EMS妇女的腹腔微环境中，IL-1、肿瘤坏死因子a（tumornecrosisfactor-a，TNF-a）等炎性细胞因子高表达，启动了子宫内膜内皮细胞的JNK；这又反过来上调炎性细胞因子的表达，因此在EMS的发病机制中起到正反馈的作用。Shyu等报道，JNK/MAPK信号通路活化后，JNK可以跟VEGFmRNA结合，提高VEGFmRNA的稳定性，说明JNK/MAPK通路与血管的形成也有关系。由此可见，EMS发展过程中的炎性反应以及血管的生成与JNK信号通路的启动都有紧密联系。
2PI3K/AKT（PKB）通路与细胞黏附
PI3K信号通路是细胞内信号通路，在细胞外信号分子的作用下PI3K被启动，进而启动AKT，启动的AKT可通过逐级放大细胞外的刺激信号磷酸化它的下游分子来实现调节细胞的功能。多种生长因子可以启动PI3K/AKT信号通路，其进一步磷酸化C-fos蛋白、血清反应因子（serumresponsefactor，SRF）、NF-kB等因子来促进EMS的发生及发展。镇澜等的研究报道，子宫内膜间质细胞的活性与AKT的活性存在正相关关系，进而推测17b-E2增强子宫内膜间质细胞的活性可通过PI3K/AKT信号转导通路实现。
TaeHoonKim等的研究则明确表明，AKT活性的增强对建立异位子宫内膜组织起到了积极作用。
3腺上皮-间质相互作用通路促进EMS病灶形成
子宫内膜腺上皮细胞和间质细胞在EMS病灶形成的关键步骤中均起作用，包括内膜细胞抗凋亡能力增强，脱落的子宫内膜碎片中有活性的间质和腺上皮细胞黏附和侵蚀盆腔组织并引起细胞外基质崩溃和重建，异位内膜新生血管形成，提供氧和营养物质，局部激素代谢改变以促进EMS发生发展。Griffith等认为，间质细胞在黏附的初始阶段起作用，而腺上皮细胞促进EMS病灶的发展。近几年研究发现，上皮间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）在EMS形成过程起着重要作用，多种信号途径与EMT相关，如转化生长因子-b（TGF-b）、Wnt、Notch途径等。
3.1EMT与间质上皮转化（MET）促进盆腔EMS病灶形成EMT是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程，与肿瘤的发生、发展密切相关。最近国外研究报道，EMT与EMS有一定的相关性。Bartley研究表明，间质上皮转化（mesenchymal-epithelialtransition，MET）相关蛋白在子宫内膜异位组织及正常子宫内膜组织中表达有差异。此外，Matsuzaki等研究显示子宫内膜上皮细胞通过MET回归间质的状态，在腹膜表面的子宫内膜细胞中E-钙黏素表达低于位置正常的子宫内膜；并且在体外，E-钙黏素阴性表达N-钙黏素阳性表达的异位子宫内膜上皮细胞具有迁移性。可见EMT和MET均参与了盆腔EMS病灶形成。
3.2TGF-b信号通路与宫腔粘连及痛经多种细胞可以分泌TGF-b，如内皮细胞、成纤维细胞、B细胞、T细胞、巨噬细胞等，有促进和抑制肿瘤细胞增殖的双重作用。研究表明，异位内膜组织TGF-b的阳性率高达97%，显著高于在位内膜及正常内膜，提示异位内膜的间质细胞可能分泌TGF-b，使盆腔微环境呈现免疫耐受状态，有助于异位内膜细胞的黏附、种植和生长，并与IL-6协同刺激盆腔微环境中幼稚型CD4+T向Th17细胞分化，而Th17细胞以分泌IL-17为特征，而IL-17是促进炎症发生的重要细胞因子。TGF-b可有效活化VEGF，增加子宫内膜异位病灶周围微血管的形成，导致异位子宫内膜细胞的种植、增殖与侵润。
研究表明，TGF-b在EMS中的异常表达通过使异位子宫内膜细胞逃避机体免疫监视并促使异位内膜病灶新生血管的生成，为异位子宫内膜的种植、增生及转移创造了必要的条件。同时其促使纤维母细胞增生并在神经纤维中高表达，导致盆腔粘连的形成和痛经的出现，最终引起患者不孕和慢性盆腔疼痛（CPP）症状。Smad蛋白是TGF-b的作用底物，其磷酸化后可穿越胞膜。因此，Smad蛋白既是胞内信号分子，又起到转录子的作用。TGF-b/Smad信号通路是TGF-b发挥生物学作用的主要通路，在纤维化机制中起重要作用，是多种脏器纤维化疾病的病理发生过程中关键的生物调节通路。
3.3Wnt/b-catenin信号通路加强内膜入侵和黏附功能Wnt信号通路是调控细胞生长、发育和分化的关键途径。谢伟等研究表明，17b-E2能明显促进内膜间质细胞b-cateninmRNA的表达，并呈剂量和时间依赖性；而b-catenin水平升高时会导致Wnt通路开启。当Wnt蛋白与细胞表面Frizzled受体家族结合后发生一系列反应，最终导致细胞核内b-catenin水平的变化。Liang等通过对照研究表明，活体内干预Wnt信号通路会引起位置正常的子宫内膜入侵和黏附功能的变化，并进一步影响子宫内膜异位的发展。最近Yu等的研究表明，Msi-1可能通过启动Wnt/b-catenin信号途径参与EMS的形成。
同时有研究显示，EMS患者与正常女性相比，Wnt4和Wnt5a的转录水平显著升高而Wnt1的转录水平显著降低，说明Wnt分子的差异性表达与子宫内膜异位症发病有关。同时研究表明，约有30%的雌激素相关肿瘤细胞核内b-catenin的表达增加，触发经典Wnt信号通路，从而介导EMT的发生。Wnt/b-catenin信号通路Wnt-7a、Frlzzed、b-catenin和MMP-9基因可能共同参与了EMS的发生，并且b-catenin可能通过对上游Wnt-7a、Frlzzed和下游信号靶基因MMP-9mRNA的转导调控成为EMS疾病发展过程中的作用机制。
3.4NF-kB信号通路促进血管形成和组织重建NF-kB是一种广泛存在的多效性真核细胞转录因子。EMS患者的在位、异位内膜中NF-kBmRNA和蛋白均表达升高，NF-kB通过其靶基因直接或间接地参与许多基因，尤其是炎症与免疫相关基因的表达与调控，在细胞黏附、侵袭和血管形成等的病理过程参与EMT的发生、发展。Ramos等研究证明，NF-kB活化与EMS发病有关。据研究，基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases，MMPs）调节细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）的降解，而ECM的降解是血管形成和组织重建最基本的步骤，Zhang等观察到，异位腺上皮细胞能通过NF-kB通道诱导间质细胞表达和分泌更多的MMP-2、MMP-9、TIMP-1、TIMP-2等黏附因子。进一步研究表明，NF-kB与基质金属蛋白酶-1（MMP-1）、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、血管内皮生长因子（VEGF）在EMS患者异位和在位内膜表达的显著增强并呈正相关性，从而使逆流的内膜易于种植，且种植后具有类似恶性肿瘤的侵袭性与转移性。最近研究表明，TNF-a能通过NF-kB通路显著提高凋亡抑制蛋白（inhibitorofapoptosisprotein，cIAP）在异位内膜ESC中的表达，抑制细胞凋亡，促进EMS形成。
4Rho/ROCK信号通路子宫内膜间质细胞的恶性肿瘤样生物学特性
Rho/ROCK（Rhoassociatedcoiledcoilformingproteinkinase）是机体组织中普遍存在的一条信号通路，它伴随多种炎症介质和细胞因子受体耦联机制的活化而激活，能产生一系列与细胞异位侵袭生长相关的生物学效应。许多研究证实，该通路能调节肿瘤过程中细胞骨架、细胞增殖、黏附、凋亡等进程，Rho/ROCK信号通路也被认为是控制这些细胞行为的直接上游信号通路。研究表明，在异位子宫内膜间质细胞中Rho/ROCK信号通路处于激活状态，进而引起子宫内膜间质细胞NF-kB、MMP-9表达升高，TIMP-1的表达降低，导致下游一些细胞生长因子的表达和抗凋亡蛋白的表达增加，促进了在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的释放，调节异位细胞的分裂增殖和免疫逃逸。
5各通路间相互作用
EMS有关的信号通路之间存在相互作用（图1），EMS是激素依赖性疾病，雌激素可通过激活多条信号通路如MAPK、腺上皮-间质作用通路促进EMS的发生与发展。EMS患者间质细胞的雌激素b受体高表达，孕激素受体呈低表达状态，EMS会有PI3K/Akt和ERK1/2信号转导通路中的一些重要组分的表达同时增加，TNF-a则可同时启动PI3K/Akt和ERK1/2信号转导通路促进EMS子宫内膜上皮细胞炎性介质的产生（如IL-6、IL-8、GM-CSF和MCP等）。PGE2生物学作用是通过G耦联蛋白膜受体EP完成的，主要通过EP2和EP4激活ERK1/2、AKT、NFkB和b抑制蛋白途径。EP受体可以在细胞内活化MAPK、AKT以及Wnt信号途径。
Sharkey等研究表明，种植到盆腔组织和器官的子宫内膜间质和腺上皮细胞，早期由于缺乏血供而缺氧；在缺氧刺激下，间质细胞和腺上皮细胞均会合成分泌VEGF（找相同的促进其生成的通路），VEGF在中晚期血管形成中扮演重要角色。内分泌特异性血管内皮生长因子（endocrinegland-VEGF，EG-VEGF）与其受体（PKR1/PKR2）结合后同时激活MAPK、TGF-b和P13K信号途径发挥作用，选择性的促进甾体激素内分泌器官的毛细血管内皮细胞增殖、存活，增加毛细血管床窗孔的形成，且在自分泌和旁分泌的共同作用下促使新血管生成。同时研究表明，PI3K/Akt/mTOR和MAPK信号通路之间存在着“Crosstalk”现象。当mTOR活性受到抑制后，能通过S6K-PI3K-Ras反馈调节，激活MAPK信号通路。而当MAPK通路中的MEK活性下降时，同时也反馈调节AKt的磷酸化水平，使其显著升高。
Zhang等研究表明，17b-E2通过调节NF-kB/PTEN活性来激活PI3K/Akt通路促进EMS细胞增殖，并首次提出这一过程可能存在的正反馈循环，雌激素→高PI3K通路活性→高NF-kB通路活性→低PTEN表达→高PI3K通路活性存在于EMS在位及异位内膜腺上皮细胞，该循环将最终导致病灶的增生能力增强以及疾病的不断发展。TNF-a能启动核转录因子kB（NF-kB）和JNK1/2，上调IL-6的表达，而IL-10对此过程则有抑制作用。Li等报道，用肿瘤转移抑制基因（nome-tastaticgene23-H1，NME1）能够抑制AKT和MAPK/ERK1/2通路促进异位内膜增长、附着和植入子宫内膜基质细胞的作用。
综上所述，EMS相关信号通路连同其上、下游因子构成了一个庞大复杂的转导系统，在EMS发生、发展的多个关键环节均起到了重要的作用。
深入探讨EMS相关信号通路，将有助于进一步阐明、完善其发病机制。在临床治疗方面，由于信号通路之间存在相互促进或抑制作用，单一信号通路抑制剂，其疗效往往十分有限，生产多通路联合抑制剂有望成为治疗EMS的新途径。EMS对患者身心造成了极大的痛苦，手术风险高，复发率高，因此，进一步研究信号通路对我们的临床工作有重要指导意义。
参考文献略作者：李艳1
闻姬2
陈军2
孔伟2
周雪源1
姜永辉1
单位：1.山东中医药大学
2.山东中医院生殖医学科
来源：生殖与避孕
赞赏
