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      子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

      2018-02-11 10:51:13郭耀省
      關(guān)鍵詞:經(jīng)血學(xué)說甲基化

      郭耀省,孫 青

      (1.皖南醫(yī)學(xué)院研究生院,安徽 蕪湖 241000;2.皖南醫(yī)學(xué)院附屬弋磯山醫(yī)院婦產(chǎn)科,安徽 蕪湖 241000)

      子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMT)是指育齡期女性子宮內(nèi)膜組織(腺體和間質(zhì))出現(xiàn)在子宮體以外的部位,主要發(fā)生于盆腔腹膜和卵巢,可以導(dǎo)致痛經(jīng)、性交痛、不孕及慢性盆腔痛,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1-2]。育齡期婦女EMT發(fā)病率約為10%[3]。盡管EMT是一種良性疾病,但也會(huì)表現(xiàn)出一些惡性腫瘤的特點(diǎn),比如:局部侵襲、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。到目前為止,EMT的發(fā)病機(jī)制仍不明確,其主要學(xué)說為異位種植學(xué)說(也稱為經(jīng)血逆流學(xué)說),但約90%育齡期婦女存在經(jīng)血逆流,其中EMT發(fā)生率僅為10%。另外,經(jīng)血逆流不能解釋盆腔外EMT,更甚至發(fā)生在一些接受雌激素治療的男性前列腺癌患者[4]。因此,經(jīng)血逆流可能只是EMT發(fā)病的一種機(jī)制或橋梁?;诖耍瑢W(xué)者們對(duì)EMT的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了大量的研究,提出了一些新的可能的發(fā)生機(jī)制。為充分了解EMT的發(fā)病機(jī)制,本文對(duì)目前關(guān)于EMT發(fā)生、發(fā)展的可能機(jī)制進(jìn)行綜述。

      1 異位種植學(xué)說

      SAMPSON[5]認(rèn)為,在正常的月經(jīng)期間,具有活性的子宮內(nèi)膜碎片和一些生長因子、細(xì)胞因子可以通過輸卵管逆流進(jìn)入盆腔,從而導(dǎo)致內(nèi)膜細(xì)胞在周圍組織侵襲生長。EMT組織與正常子宮內(nèi)膜的組織相似性和EMT損害常定植于盆腔組織器官支持了這一假說。經(jīng)血逆流經(jīng)常發(fā)生在有月經(jīng)的女性同樣支持了該假說。實(shí)驗(yàn)室通過手術(shù)干預(yù)增加經(jīng)血逆流成功建立靈長類動(dòng)物EMT模型同樣支持了該學(xué)說[6]。然而,經(jīng)血逆流發(fā)生在90%有月經(jīng)女性,但是只有10%的經(jīng)血逆流者有EMT。不少學(xué)者發(fā)現(xiàn)盆腔淋巴管、淋巴結(jié)和盆腔靜脈中有子宮內(nèi)膜組織[7],提示可能是導(dǎo)致遠(yuǎn)處EMT的重要機(jī)制,補(bǔ)充了EMT異位種植學(xué)說,但是跟經(jīng)血逆流是否有關(guān)仍不明確,畢竟遠(yuǎn)處EMT病例很罕見。

      2 體腔上皮化生學(xué)說和誘導(dǎo)學(xué)說

      COLLIN等[8]提出EMT損傷可能起源于殘留的胚胎細(xì)胞。卵巢表面上皮、盆腔腹膜均是由胚胎期具有高度化生潛能的體腔上皮分化而來。MEYER[9]提出體腔上皮分化來的組織在受到卵巢激素或經(jīng)血和慢性炎癥的反復(fù)刺激后可以轉(zhuǎn)化為子宮內(nèi)膜組織。EMT可能是盆腔腹膜上皮細(xì)胞化生而來,這恰好能解釋男性患者的發(fā)病機(jī)制。1955年LEVANDER等[10]首次提出誘導(dǎo)學(xué)說,假設(shè)未分化的間質(zhì)細(xì)胞在脫落子宮內(nèi)膜分泌的未知因素作用下可以化生成為子宮內(nèi)膜組織,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明了這一假說[11]。所以,目前有把誘導(dǎo)學(xué)說單獨(dú)作為一種假說,也有的認(rèn)為可以作為體腔上皮化生學(xué)說的補(bǔ)充。

      3 遺傳因素

      EMT具有一定的家族集聚性,某些患者的發(fā)病可能與遺傳有關(guān),患者一級(jí)親屬的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是無家族史者的7倍。已有研究證明一些遺傳因素跟EMT的發(fā)生具有相關(guān)性。一項(xiàng)單卵雙生雙胞胎研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在16組受試者中14組同時(shí)患有EMT,并且在后面的研究證實(shí)了EMT患者近親更容易發(fā)病的可能性[12-13]。研究表明,同異卵雙生相比,同卵雙生共同患病率更高[13]。EMT的這些遺傳特性,激起許多學(xué)者去探索哪些基因或基因組跟EMT具有相關(guān)性。一項(xiàng)多中心研究發(fā)現(xiàn),10q26、7p15.2基因位點(diǎn)與EMT密切相關(guān)[14]。有研究發(fā)現(xiàn),一些控制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、血管生成、免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞黏附等的基因在EMT細(xì)胞中表達(dá)失調(diào)[15-17]。另外,EMT的發(fā)生發(fā)展可能跟許多基因的多態(tài)性有關(guān),因?yàn)镋MT有惡性腫瘤的特性,所以表觀遺傳學(xué)可能在EMT的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用[18]。表觀遺傳學(xué)包括DNA甲基化,蛋白質(zhì)修飾和RNA干擾和基因組印記。環(huán)境因素可以影響DNA甲基化和蛋白質(zhì)的修飾[19]。表觀遺傳學(xué)主要是關(guān)于基因表達(dá)的改變,并不改變DNA序列,并可以被環(huán)境因素動(dòng)態(tài)影響。DNA甲基化是最重要的表觀遺傳學(xué)作用,表現(xiàn)為DNA的CG(也可以稱作CpG)二核苷酸胞嘧啶殘疾上增添1個(gè)甲基[20]。CpG經(jīng)常呈簇出現(xiàn),形成CpG島(與啟動(dòng)區(qū)相關(guān))。當(dāng)位于啟動(dòng)子區(qū)的一段CpG島上的胞嘧啶被甲基化(CpG島甲基化),相應(yīng)的基因就會(huì)沉默,稱為CpG島超甲基化:相反的,如果CPG島沒有被甲基化,相應(yīng)的基因就不會(huì)沉默,稱為低甲基化CpG島[21]。一旦CpG島被甲基化,在他的子代細(xì)胞中同樣保留這種特性[22]。外源物暴露、社會(huì)行為、新陳代謝和營養(yǎng)不良等可以引起DNA甲基化,并且在以后生活中發(fā)揮相應(yīng)的作用,如果甲基化發(fā)生在生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期,這種DNA的甲基化可能通過生育傳給后代[23-24]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),在EMT患者的在位內(nèi)膜或者異位病灶均發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)基因的DNA甲基化,并且這些基因的異常表達(dá)可能跟EMT的發(fā)生密切相關(guān)[25]。

      4 免疫因素

      4.1巨噬細(xì)胞與EMTEMT者中,腹腔液中巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著高于非EMT患者,在位內(nèi)膜組織與異位內(nèi)膜組織中巨噬細(xì)胞數(shù)量同時(shí)增加[26-27]。巨噬細(xì)胞識(shí)別處理外來和損傷細(xì)胞并呈遞給T淋巴細(xì)胞。異位的子宮內(nèi)膜腺細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞均能產(chǎn)生單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1),MCP-1在EMT患者腹腔液中含量顯著高于非EMT者,EMT患者腹腔液中巨噬細(xì)胞游走抑制因子的含量也顯著升高[28],從而通過募集和抑制游走使患者腹腔液中巨噬細(xì)胞濃度增加。腹腔巨噬細(xì)胞可以與EMT患者在位及異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞合成并分泌特有的子宮內(nèi)膜珠蛋白結(jié)合而削弱巨噬細(xì)胞吞噬功能,使巨噬細(xì)胞分泌功能增強(qiáng),其分泌的白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6) 又可以上調(diào)子宮內(nèi)膜珠蛋白的分泌,從而形成正反饋使巨噬細(xì)胞吞噬能力不斷減弱,促進(jìn)異位病灶的形成。因?yàn)榫奘杉?xì)胞分泌功能不斷增強(qiáng),腫瘤細(xì)胞壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1β、IL-6、IL-8、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) 等細(xì)胞因子分泌增加,進(jìn)而改變了腹膜腔的微環(huán)境,對(duì)EMT病灶的發(fā)生、發(fā)展起到重要作用。研究表明,TNF-α能刺激胞間黏附因子(intercellular adhesion molecule,ICAM-1)的表達(dá),增加異位細(xì)胞的黏附能力[29]。高表達(dá)的TNF-α、IL-1β等還可以活化核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB),活化的NF-κB又可促進(jìn)TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、VEGF 高表達(dá),形成正反饋循環(huán)通路。高表達(dá)的TNF-α、IL-1β可以上調(diào)IL-8、VEGF、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor,TGF-β)等細(xì)胞因子,促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖及異位組織新生血管形成[30-32]。IL-6可以促進(jìn)多種細(xì)胞因子和生長因子的分泌,促進(jìn)組織的種植和生長,促進(jìn)非細(xì)菌性炎癥反應(yīng),加強(qiáng)了盆腔局部粘連。M1 型巨噬細(xì)胞主要通過分泌促炎性細(xì)胞因子和趨化因子,并專職遞呈抗原,參與正向免疫應(yīng)答,發(fā)揮免疫監(jiān)視功能;M2 型巨噬細(xì)胞僅有較弱的抗原遞呈能力,并通過分泌抑制性細(xì)胞因子IL-10 和(或) TGF-β等下調(diào)免疫應(yīng)答,參與組織修復(fù)和重建[33]。研究發(fā)現(xiàn),M2 型巨噬細(xì)胞激活可以增強(qiáng)子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的侵襲性[34]。

      4.2調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞與EMTCD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)是具有免疫抑制功能的T細(xì)胞亞群,也是維持機(jī)體免疫自穩(wěn)的關(guān)鍵性免疫細(xì)胞組分。Foxp3是Treg細(xì)胞的特異性標(biāo)記物,轉(zhuǎn)錄因子Foxp3不僅對(duì)Treg細(xì)胞的生長發(fā)育有調(diào)控作用,還可以控制Treg細(xì)胞免疫抑制功能的發(fā)揮[35]。Treg細(xì)胞對(duì)機(jī)體內(nèi)免疫環(huán)境的穩(wěn)定起著重要的作用,正常情況下,可以控制體內(nèi)自身免疫反應(yīng)性,維持免疫耐受,防止免疫細(xì)胞的過度增殖,抑制自身免疫反應(yīng)的發(fā)生[36]。Treg細(xì)胞數(shù)量或功能改變,與自身免疫性疾病、炎癥反應(yīng)以及腫瘤的轉(zhuǎn)移關(guān)系密切[37]。Treg細(xì)胞可抑制中性粒細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞以及樹突狀細(xì)胞的功能,從而引起機(jī)體的免疫失調(diào)[38]。在EMT患者的在位內(nèi)膜和異位內(nèi)膜可觀察到Treg細(xì)胞,數(shù)量上異位內(nèi)膜高于在位內(nèi)膜,病灶中心區(qū)域高于病灶附近和遠(yuǎn)離病灶的腹膜處,并且EMT的紅色病灶中Treg細(xì)胞的數(shù)量多于陳舊的瘢痕化的異位病灶中多[32]。研究發(fā)現(xiàn),Treg細(xì)胞的數(shù)量會(huì)隨著月經(jīng)周期的不同階段而變化,EMT患者與正常女性相比,分泌期患者體內(nèi)的Treg細(xì)胞的數(shù)量明顯增高[39]。研究發(fā)現(xiàn),EMT患者在位內(nèi)膜內(nèi)Treg數(shù)量喪失了正常周期性波動(dòng),于增殖晚期內(nèi)膜內(nèi)Treg 細(xì)胞數(shù)量降低,而分泌期子宮內(nèi)膜內(nèi)Tregs數(shù)量卻呈顯著增加[40]。EMT患者分泌期子宮內(nèi)膜內(nèi)Treg細(xì)胞數(shù)量的增加可能與EMT的發(fā)病相關(guān)。因?yàn)樵谠陆?jīng)周期分泌期,有大量免疫細(xì)胞(包括巨噬細(xì)胞、NK 細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞等)被募集進(jìn)入子宮內(nèi)膜,這些募集的免疫細(xì)胞與內(nèi)膜瓦解、誘導(dǎo)脫落的內(nèi)膜細(xì)胞凋亡及月經(jīng)來潮密切相關(guān)。目前研究已明確,Treg 細(xì)胞數(shù)量的上升可抑制巨噬細(xì)胞的吞噬能力[41],干擾樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)和肥大細(xì)胞的激活,阻斷DC 細(xì)胞的成熟和抗原呈遞等[42]。在EMT患者中,腹腔液巨噬細(xì)胞功能障礙,EMT組織中Treg細(xì)胞數(shù)量的異??赡茉贓MT的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

      5 干細(xì)胞學(xué)說

      近年來,隨著子宮內(nèi)膜干細(xì)胞研究的不斷深入,提出了EMT子宮內(nèi)膜干細(xì)胞學(xué)說。該假說認(rèn)為,EMT的發(fā)生可能是由子宮內(nèi)膜干細(xì)胞和(或)骨髓干細(xì)胞的異常增生、分化所致。子宮內(nèi)膜干細(xì)胞是子宮內(nèi)膜基底層內(nèi)原始未分化的細(xì)胞,具有高度的增生及分化能力,骨髓干細(xì)胞是循環(huán)血液中的干細(xì)胞,在機(jī)體受到各種損傷時(shí),可隨血液進(jìn)入損傷組織,在局部微環(huán)境的調(diào)控下分化成為特定的組織細(xì)胞。EVAN等[43]研究結(jié)果顯示,子宮內(nèi)膜干細(xì)胞來源于胚胎干細(xì)胞,子宮內(nèi)膜的不斷更新增殖是由胚胎時(shí)期殘留于子宮內(nèi)膜的干細(xì)胞分化而成。CHAN等[44]體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,異位內(nèi)膜組織中存在子宮內(nèi)膜干細(xì)胞。ZHANG等[45]研究結(jié)果顯示,接受骨髓移植的雌性小鼠異位組織中存在雄性小鼠的骨髓干細(xì)胞。另外有學(xué)者成功在體外將骨髓干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞[46],表明子宮外的骨髓干細(xì)胞可分化為子宮內(nèi)膜組織,并參與EMT的發(fā)生。目前關(guān)于EMT干細(xì)胞來源仍存在爭議,可能來自子宮內(nèi)膜干細(xì)胞和(或)骨髓干細(xì)胞,子宮內(nèi)膜干細(xì)胞也有可能來自骨髓干細(xì)胞。FORTE等[47]研究結(jié)果顯示,異位病灶干細(xì)胞數(shù)量變化與遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)有關(guān),包括微小RNA表達(dá)失衡、組蛋白變化、DNA和染色體畸變。

      6 在位內(nèi)膜決定論

      在前人研究的基礎(chǔ)上,郎景和教授提出了在位內(nèi)膜決定論,他指出EMT患者和非EMT患者的在位內(nèi)膜的分子及生物學(xué)特質(zhì)存在差異,這些差異之源乃是基因差異,是EMT患者與非EMT患者在位內(nèi)膜的根本差異,正是由于這種差異才導(dǎo)致EMT患者的在位內(nèi)膜更加具有黏附、侵襲和血管生成能力,從而導(dǎo)致EMT的發(fā)生發(fā)展[48]。目前,很多基因質(zhì)譜表達(dá)分析研究已經(jīng)證實(shí) EMT患者和非EMT患者在位子宮內(nèi)膜組織和內(nèi)膜內(nèi)皮細(xì)胞基因表達(dá)的差異[49]。

      7 環(huán)境因素和生活方式

      流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,生活和飲食習(xí)慣可能跟EMT的易感性有關(guān),多吃肉制品少吃蔬菜和水果、女性少產(chǎn)或者無產(chǎn)、低體質(zhì)量指數(shù)人群更易發(fā)生EMT[50]。另外,有學(xué)者認(rèn)為,二惡英、多氯聯(lián)苯作為環(huán)境污染物,長期暴露可能導(dǎo)致EMT的發(fā)生[51]。環(huán)境因素也可能通過改變表觀遺傳學(xué)誘導(dǎo)EMT的發(fā)生發(fā)展[17]。

      8 其他因素

      8.1氧化應(yīng)激MURPHY等[52]研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激與EMT的發(fā)病有關(guān),EMT患者的在位、異位內(nèi)膜組織細(xì)胞的過氧化物活性高于非EMT患者的正常子宮內(nèi)膜組織,氧化應(yīng)激反應(yīng)在EMT的發(fā)生發(fā)展中可能存在一定作用[53]。

      8.2上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化指上皮細(xì)胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過程。在胚胎發(fā)育、慢性炎癥、組織重建、癌癥轉(zhuǎn)移和多種纖維化疾病中發(fā)揮了重要作用,其主要的特征有細(xì)胞黏附分子表達(dá)的減少、細(xì)胞角蛋白細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)化為波形蛋白為主的細(xì)胞骨架及形態(tài)上具有間充質(zhì)細(xì)胞的特征等。研究表明,上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化在腫瘤的種植轉(zhuǎn)移過程中起重要作用[54-56]。盡管EMT是一種良性婦科疾病,但是具有惡性腫瘤的侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的特性。上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化在EMT的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用[57-58],而骨膜素可以促進(jìn)EMT上皮細(xì)胞發(fā)生上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,從而促進(jìn)EMT的發(fā)生[59]。

      8.3自噬作用研究表明,EMT中異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞自噬水平降低,特別是在月經(jīng)周期的分泌期,在激素、缺氧、氧化應(yīng)激以及許多其他相關(guān)因素調(diào)節(jié)下,增加增殖和減少異位灶凋亡的下游分子,最后導(dǎo)致EMT的發(fā)生和發(fā)展[60]。

      總之,關(guān)于EMT的發(fā)病機(jī)制有很多假說,但其具體病因仍不明確。沒有哪一種學(xué)說可以解釋EMT的不同表現(xiàn)類型。各學(xué)說、因素間不同又互相穿插、互為補(bǔ)充,經(jīng)血逆流學(xué)說不能解釋遠(yuǎn)處(胸膜腔、肺部、腎臟等)EMT及男性激素治療的EMT患者,體腔上皮化生學(xué)說、誘導(dǎo)學(xué)說及干細(xì)胞學(xué)說可以對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充。在位內(nèi)膜決定論解釋了為什么90%育齡期女性有經(jīng)血逆流,而只有其中10%存在EMT。在位內(nèi)膜的EMT的根源是表現(xiàn)在遺傳的易感性。環(huán)境因素可以引起表觀遺傳學(xué)的改變。同樣基因調(diào)控失調(diào)可以影響免疫異常。目前,對(duì)EMT的研究主要是在各學(xué)說基礎(chǔ)上,結(jié)合惡性腫瘤性質(zhì)和雌激素依賴特點(diǎn)進(jìn)行的,一方面是進(jìn)行EMT發(fā)病機(jī)制的研究,另一方面是進(jìn)行EMT損害在進(jìn)展過程中的侵襲、轉(zhuǎn)移及血管生成方面研究。目前比較流行的基因組學(xué)和蛋白組學(xué)為多因素疾病EMT的研究提供了可行的方法學(xué)。動(dòng)物模型及體外模型的建立,細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的提高均為EMT的研究提供了更便利的條件。但人體與動(dòng)物物種之間的差異,體外模型的局限性,細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞性質(zhì)的改變及細(xì)胞的傳代等問題,仍限制著研究的發(fā)展。另外,目前的離體實(shí)驗(yàn)標(biāo)本大部分取自盆腔腹膜EMT損害或者卵巢EMT囊腫。有研究表明,深部結(jié)節(jié)性EMT和盆腔腹膜EMT損害及卵巢EMT囊腫存在差異[61]。所以,在探索EMT的道路上,仍然任重道遠(yuǎn)!

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