子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)信號(hào)通路研究進(jìn)展

朱小琳，韓亞光，韓延華，胥風(fēng)華，叢晶，王雪蓮

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是指具有活性的子宮內(nèi)膜種植于子宮體腔以外的任何部位，常以痛經(jīng)、不孕癥、月經(jīng)異常為主要臨床表現(xiàn)。EMs性不孕癥占30%～50%[1]，使廣大育齡期女性的生活質(zhì)量大幅下降，而術(shù)后較高的復(fù)發(fā)率及激素類藥物對(duì)卵巢功能的抑制作用使EMs的治療陷入瓶頸[2]。相關(guān)報(bào)道指出，促性腺激素釋放激素拮抗劑（GnRHA）、孕激素受體調(diào)節(jié)劑（SPRMs）、雌激素受體調(diào)節(jié)劑（SERMs）、芳香化酶抑制劑（AIs）、免疫調(diào)節(jié)劑和表觀遺傳抑制劑是目前治療EMs的新型藥物[3]。隨著分子生物學(xué)和病理生理學(xué)的不斷進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)EMs發(fā)病機(jī)制與異位內(nèi)膜細(xì)胞抗凋亡能力增強(qiáng)、脫落的具有活性的腺上皮-間質(zhì)細(xì)胞異位種植于盆腔組織，引起細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)重建，并為其提供氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)新血管形成等密切相關(guān)[4]。目前發(fā)現(xiàn)，絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）、Wnt/β -連環(huán)蛋白（β-catenin）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β（transforming growthfactorβ，TGF-β）/Smad、核因子 κB（nuclearfactor κB，NF-κB）、Ras同源基因/Rho相關(guān)螺旋卷曲蛋白激酶（Ras homolog gene/Rho-associated coiled coilforming protein kinase，Rho/ROCK）、Janus 激酶 2/轉(zhuǎn)錄活化因子3（Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3，JAK2/STAT3）等信號(hào)通路與EMs的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)就上述6條信號(hào)通路對(duì)EMs的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行綜述，為EMs的機(jī)制研究提供理論基礎(chǔ)。

1 MAPKs信號(hào)通路

MAPKs信號(hào)通路主要由細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2 （extracellular signal-regulated kinases，ERK1/2）、P38 MAPK、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）通路組成，分支通路生物效能各不相同。

相關(guān)研究指出，P38 MAPK在EMs患者在位內(nèi)膜和異位內(nèi)膜中均表達(dá)升高，并且其能刺激炎癥細(xì)胞分泌過(guò)多的炎性介質(zhì)促進(jìn)新生血管生成[5]。而P38 MAPK抑制劑可使EMs大鼠模型異位病灶的生長(zhǎng)受到抑制，白細(xì)胞介素6（IL-6）、單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）分泌減少，提示 P38 MAPK 與 EMs異位病灶的形成尤為密切，并且該通路受炎性因子調(diào)控[6]。又有研究進(jìn)一步指出，趨化因子FKN（fractalkine）在EMs中表達(dá)異常增高可激活P38 MAPK通路，促進(jìn)下游靶基因基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）的轉(zhuǎn)錄，抑制 MMP-9 組織抑制物 1（TIMP-1）、TIMP-2 的表達(dá)[7]。提示MMP/TIMP的表達(dá)失衡與MAPKs信號(hào)通路關(guān)系密切，并為異位內(nèi)膜細(xì)胞的侵襲、黏附提供了有利條件。

ERK1/2及JNK信號(hào)通路是與血管內(nèi)皮細(xì)胞形成、細(xì)胞外基質(zhì)降解等生物學(xué)效應(yīng)關(guān)系密切的信號(hào)通路，這可能是由于EMs患者體內(nèi)高雌激素水平使ERK1/2通路異常激活，活化的ERK入核啟動(dòng)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，加劇異位內(nèi)膜細(xì)胞的增殖和侵襲能力[8]。此外，ERK1/2及JNK信號(hào)通路在調(diào)控細(xì)胞凋亡方面亦具有一定作用，這可能與EMs在位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)的趨化因子2（CCL2）通過(guò)ERK1/2通路促進(jìn)凋亡抑制基因survivin的表達(dá)有關(guān)[7]。

2 Wnt/β-catenin 信號(hào)通路

Wnt信號(hào)通路是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化的關(guān)鍵途徑，尤其在胚胎早期發(fā)育、成體組織的穩(wěn)態(tài)維持、干細(xì)胞的增殖分化中作用顯著。β-catenin蛋白作為該通路的正向調(diào)節(jié)效應(yīng)物，當(dāng)其水平低下時(shí)，Wnt通路關(guān)閉；當(dāng)其水平較高時(shí)，Wnt通路開放。正常情況下β-catenin有兩種存在形式：①大部分可與E-鈣黏附蛋白（E-cadherin）和細(xì)胞骨架蛋白（Actin）相結(jié)合，維持細(xì)胞的穩(wěn)定性；②少部分可與由糖原合成酶激酶 3β（GSK-3β）、軸蛋白（Axin）、結(jié)直腸腺瘤性息肉基因（adenomatous polyposis coli，APC）、酪蛋白激酶（casein kinase，CK）等形成的“降解復(fù)合物”結(jié)合，隨后進(jìn)行泛素化和蛋白酶體介導(dǎo)的降解，維持胞質(zhì)內(nèi)游離β-catenin低水平。

經(jīng)典的Wnt/β-catenin通路是細(xì)胞外Wnt蛋白與卷曲蛋白（Frizzled）、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（low density lipoprotein receptor related protein，LRP5/6）結(jié)合形成復(fù)合物[9]，將信號(hào)傳遞并活化胞質(zhì)內(nèi)蓬亂蛋白（dishevelled，Dsh或 Dvl），通過(guò)抑制GSK-3β活性使“降解復(fù)合物”的穩(wěn)定性減弱，促進(jìn)胞質(zhì)中游離β-catenin增多轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核內(nèi)，與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子T細(xì)胞因子/淋巴樣增強(qiáng)因子（T cell factor/lymphocyte enhancer factor，TCF/LEF）結(jié)合，激活 Wnt/β-catenin信號(hào)通路，活化下游相關(guān)靶基因表達(dá)，最終導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)、分化，促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的黏附、侵襲和血管生成。Cheng等[10]發(fā)現(xiàn)Frizzled mRNA在異位內(nèi)膜病灶中的表達(dá)明顯高于在位內(nèi)膜，這與βcatenin調(diào)控其上游Wnt-7a、Frizzled蛋白及下游靶基因MMP-9有關(guān)，說(shuō)明Wnt/β-catenin信號(hào)通路與EMs異位病灶的形成密切相關(guān)。還有研究進(jìn)一步指出對(duì)下游信號(hào)通路的調(diào)節(jié)與β-catenin的濃度有關(guān)[11]，仍有待進(jìn)一步證實(shí)。

3 TGF-β/Smad信號(hào)通路

TGF-β是一種具有多功能多肽類生物活性的細(xì)胞因子，在細(xì)胞的增殖、分化、遷移、凋亡、黏附、血管生成及免疫監(jiān)視等生物行為中發(fā)揮關(guān)鍵作用[12]。TGF-β作為TGF家族中最典型的一種，由390個(gè)氨基酸構(gòu)成，經(jīng)過(guò)酶作用降解為112個(gè)氨基酸的多肽亞單位，并且每?jī)蓚€(gè)亞單位間由二硫鍵結(jié)合。研究較多的同分異構(gòu)體有 TGF-β1、TGF-β2 和 TGF-β3。在組織內(nèi)，潛在的TGF-β結(jié)合蛋白與TGF-β結(jié)合，主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，阻斷了TGF-β和其他受體的結(jié)合，而TGF-β與TGF-β結(jié)合蛋白以外的受體相結(jié)合則是通過(guò)自分泌或旁分泌發(fā)揮作用[13]。

TGF-β具有雙向調(diào)節(jié)作用，在腫瘤早期TGF-β具有抑制上皮細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功能，但隨著疾病的進(jìn)展，TGF-β亦具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、維持和激發(fā)干細(xì)胞潛能的功能[14]。TGF-β主要通過(guò)抑制調(diào)節(jié)因子c-myc、細(xì)胞周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）等生物活性，阻斷細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)變，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖；在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移方面，TGF-β主要與加速新生血管形成和炎性反應(yīng)、增強(qiáng)上皮-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化等有關(guān)[12]。相關(guān)研究表明，在EMs異位病灶組織中TGF-β表達(dá)陽(yáng)性率高達(dá)97.1%，顯著高于在位內(nèi)膜及正常內(nèi)膜[15]，推測(cè)這可能是由于TGF-β過(guò)表達(dá)激活了異位內(nèi)膜細(xì)胞周圍血管的形成，使盆腔微環(huán)境處于免疫耐受狀態(tài)，最終導(dǎo)致異位內(nèi)膜細(xì)胞的種植和轉(zhuǎn)移[12]。此外Chang等[12]研究指出，TGF-β在EMs中的作用機(jī)制與糖酵解效應(yīng)（Warburg效應(yīng)）關(guān)系密切，長(zhǎng)期乳酸耐受狀態(tài)可使微環(huán)境酸化，有利于腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。劉志紅等[16]研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者腹腔液中TGF-β1和乳酸含量明顯高于非EMs患者，說(shuō)明TGF-β1可能是通過(guò)促進(jìn)糖酵解參與了EMs的形成，針對(duì)這一行為仍需進(jìn)一步研究證明。

4 NF-κB及NF-κB信號(hào)通路

NF-κB信號(hào)通路是一條在腫瘤疾病中研究較多的通路，近年其在EMs中的作用逐漸被揭示與驗(yàn)證。NF-κB是由多肽亞單位蛋白家族組成的具有轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能的一種核轉(zhuǎn)錄因子，主要由Re1A、Re1B、c-Re1、p50/p105和p52/p100組成。NF-κB作為MMP、尿激酶型纖溶酶原激活物（uPA）和組織型纖溶酶原激活物（tPA）的調(diào)節(jié)因子，直接影響異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附、侵襲的形成。研究表明，被IL-1或腫瘤壞死因子α（TNF-α）激活的 NF-κB 能夠增加 uPA 表達(dá)，使得uPA啟動(dòng)子中含有Re1A可直接誘導(dǎo)其表達(dá)的NF-κB結(jié)合位點(diǎn)[17]。異位內(nèi)膜細(xì)胞的存活取決于新生血管對(duì)炎性環(huán)境的維持，由于血管受交感神經(jīng)纖維支配，所以作用于血管的因子也可作用于神經(jīng)纖維，故有學(xué)者提出血管形成常伴隨神經(jīng)纖維作用[18]。Wei等[19]研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素通過(guò)抑制NF-κB的活化在EMs的治療中發(fā)揮作用。相關(guān)研究指出，NF-κB基因和蛋白在EMs患者在位內(nèi)膜及異位內(nèi)膜中均呈高表達(dá)[20]；TNF-α可通過(guò)NF-κB信號(hào)通路提高細(xì)胞凋亡抑制蛋白（cellular inhibitor of apoptosis protein，cIAP）在異位內(nèi)膜細(xì)胞中的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡，加速EMs的形成[21]。亦有學(xué)者認(rèn)為，NF-κB可與IL-6基因啟動(dòng)子結(jié)合，誘導(dǎo)IL-6合成，導(dǎo)致EMs患者腹腔液中IL-6呈高水平狀態(tài)[22]。綜上，NF-κB參與調(diào)控異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附、侵襲、血管生成等過(guò)程。

5 Rho蛋白及Rho/ROCK信號(hào)通路

Rho蛋白作為Ras基因同系物[23]是一種小分子三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate，GTP）結(jié)合蛋白，在細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起著信號(hào)轉(zhuǎn)換器或分子開關(guān)的作用，通常以與GTP結(jié)合呈激活狀態(tài)和與二磷酸鳥苷（guanosine diphosphate，GDP）結(jié)合呈失活狀態(tài)存在，二者可相互轉(zhuǎn)換啟動(dòng)或終止細(xì)胞級(jí)聯(lián)活化反應(yīng)，此外Rho蛋白尚具有GTP酶的生物活性，可通過(guò)調(diào)控下游靶效應(yīng)分子Rho激酶來(lái)調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白骨架形成、基因表達(dá)、增殖、凋亡、細(xì)胞黏附和遷移等多種生物功能[24-25]。更有研究進(jìn)一步指出，Rac1作為Rho蛋白R(shí)ac亞家族成員之一，主要介導(dǎo)細(xì)胞板狀偽足的形成，Cdc42作為Rho蛋白Cdc42亞家族的重要成員，主要誘導(dǎo)絲狀偽足的形成，而Rho亞家族的作用主要是促進(jìn)應(yīng)力纖維的形成、肌動(dòng)蛋白收縮并介導(dǎo)細(xì)胞阿米巴樣遷移[26]。

Rho/ROCK是一條誘導(dǎo)細(xì)胞骨架重組、促進(jìn)細(xì)胞遷移的重要通路，可通過(guò)調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白骨架的聚合狀態(tài)，參與多種細(xì)胞收縮、黏附、遷移、增殖和凋亡等功能。目前Rho/ROCK信號(hào)通路在心腦血管、內(nèi)分泌、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)疾病的研究中較為常見，例如在彌漫性胃癌中25%的患者存在RhoA基因突變，突變的位點(diǎn)主要集中在RhoA鳥苷酸結(jié)合域周圍的Tyr42和Arg5[27]。而在EMs中，其主要作用機(jī)制認(rèn)為是被多種炎性介質(zhì)及細(xì)胞因子激活后，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加，屏障作用減弱，產(chǎn)生與異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附、侵襲、增殖等類似的生物學(xué)效應(yīng)。張玉虹等[28]研究指出，EMs異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中的NF-κB、MMP-9表達(dá)升高，TIMP-1表達(dá)下降，使下游相關(guān)細(xì)胞生長(zhǎng)因子和抗凋亡蛋白表達(dá)增加，從而提高異位內(nèi)膜細(xì)胞的生長(zhǎng)和抗凋亡能力，促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的黏附和侵襲。更有研究進(jìn)一步指出，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）可以促進(jìn)Rho活化并向細(xì)胞膜內(nèi)表面聚集，引起細(xì)胞骨架的重組，而ROCK抑制劑則可減弱VEGF引起血管生成的作用[26]。提示Rho/ROCK信號(hào)通路與EMs異位病灶的形成密切相關(guān)[29]。

6 JAK2/STAT3信號(hào)通路

JAK2/STAT3信號(hào)通路的作用機(jī)制主要是機(jī)體受到外界刺激后，胞外信號(hào)蛋白（ESPs）可與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，激活JAK2，具有活性的JAK2（p-JAK2）可使受體多位點(diǎn)酪氨酸殘基磷酸化產(chǎn)生STAT3對(duì)接位點(diǎn)，導(dǎo)致STAT3與受體結(jié)合并磷酸化（p-STAT3），進(jìn)一步加劇p-JAK2促使p-STAT3二聚體化或異二聚體化的形成，最終從受體復(fù)合體上脫離移位到細(xì)胞核內(nèi)，再與相應(yīng)DNA反應(yīng)元件結(jié)合，指導(dǎo)目的基因的轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞因子的表達(dá)[30]。

JAK2/STAT3作為一條細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路，主要介導(dǎo)炎性細(xì)胞及炎性介質(zhì)在胞內(nèi)的傳遞，目前在腫瘤疾病中研究較多，主要涉及細(xì)胞增殖、侵襲和血管生成方面。而EMs的大多研究指出，由于遭受外界細(xì)胞因子的持續(xù)刺激，被活化的STAT3調(diào)控相關(guān)下游靶基因轉(zhuǎn)錄，促使異位內(nèi)膜細(xì)胞發(fā)生異常增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，同時(shí)參與炎性微環(huán)境的形成、上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、細(xì)胞外基質(zhì)降解等多個(gè)過(guò)程。在促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞凋亡方面，有研究指出p-STAT3形成二聚體入核，可通過(guò)JAK2/STAT3通路調(diào)控下游靶基因STAT3、凋亡抑制基因Bcl-XL和凋亡抑制蛋白LIVIN的表達(dá)水平，這一行為可增強(qiáng)異位內(nèi)膜細(xì)胞的促凋亡能力[31]。亦有研究進(jìn)一步指出，JAK2/STAT3信號(hào)通路與EMs的形成密切相關(guān)受肝再生磷酸酶3（phosphatase of regenerating liver 3，PRL-3） 的調(diào)節(jié)，加強(qiáng)了異位內(nèi)膜細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力[32]。又有研究進(jìn)一步指出，該通路的抑制劑SOCS3具有抑制STAT3活性、阻止細(xì)胞的異常侵襲和轉(zhuǎn)移及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用，并且隨著SOCS3表達(dá)濃度的增加，STAT3的活性逐漸降低，二者呈負(fù)相關(guān)。

7 結(jié)語(yǔ)與展望

EMs的發(fā)病機(jī)制目前尚無(wú)確切定論，但大多研究表明雌激素持續(xù)刺激、局部炎性環(huán)境的改變、多種酶及復(fù)雜因子交互作用均可導(dǎo)致異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附、侵襲及血管形成的發(fā)生，其中涉及多條信號(hào)通路共同作用。因此僅單獨(dú)靶向其中一條信號(hào)通路可能療效不佳，而多靶點(diǎn)聯(lián)合抑制多條信號(hào)通路勢(shì)必有助于提高治療效果，使EMs新藥開發(fā)的前景更為廣闊。但EMs復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制使其在治療上存在一定局限性，對(duì)不同信號(hào)通路交互作用的深入研究將有助于提高EMs靶向藥物的治療效果，也為靶向藥物的選擇提供新的思路。