上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化在子宮腺肌病中作用的研究進(jìn)展

汪沙，段華，鄭德璇

子宮腺肌病（adenomyosis，ADS）是子宮內(nèi)膜腺體及間質(zhì)侵入子宮肌層導(dǎo)致的以子宮局灶或彌漫性增大為主要改變的良性疾病。近年來(lái)其發(fā)病年齡呈年輕化趨勢(shì)，且發(fā)病率明顯上升，主要臨床癥狀為逐年加劇的進(jìn)行性痛經(jīng)、經(jīng)量增多、經(jīng)期延長(zhǎng)和不孕等，嚴(yán)重危害育齡女性身心健康。ADS的具體發(fā)病機(jī)制尚不清楚，目前多數(shù)研究者認(rèn)為ADS是子宮內(nèi)膜基底層細(xì)胞增生、侵入到肌層間質(zhì)的結(jié)果，而關(guān)于引起子宮內(nèi)膜基底層細(xì)胞侵入肌層的因素尚不清楚，有研究提示此過(guò)程與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）關(guān)系密切。因此，現(xiàn)就EMT在ADS中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 EMT概述

1.1 上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞特征 正常子宮內(nèi)膜組織中的細(xì)胞主要是上皮細(xì)胞。上皮細(xì)胞具有極性，細(xì)胞的游離面分化特殊結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)，基底面包括基膜和質(zhì)膜內(nèi)褶，基膜對(duì)上皮細(xì)胞有支持、連接和固著作用，并對(duì)細(xì)胞的增殖和分化有重要意義，其主要化學(xué)成分是糖蛋白，如層黏連蛋白、Ⅳ型膠原蛋白等。上皮細(xì)胞的特征是細(xì)胞與細(xì)胞之間存在相對(duì)緊密的連接，對(duì)維持組織結(jié)構(gòu)完整性和協(xié)調(diào)細(xì)胞功能有重要意義；并且其與附著基底膜之間有著很強(qiáng)的極性。而間質(zhì)細(xì)胞是間質(zhì)及結(jié)締組織的主要組成成分，結(jié)構(gòu)松散，細(xì)胞相對(duì)沒(méi)有極性，移動(dòng)性較高。這兩類細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的差異同樣在各自特性基因和蛋白表達(dá)上有所反映。

1.2 EMT概念 EMT是指在生理及病理情況下發(fā)生細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變，同時(shí)伴隨細(xì)胞形態(tài)與相關(guān)基因表達(dá)的改變。EMT在胚胎形成以及組織器官發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也參與器官纖維化和腫瘤的形成[1]。EMT以上皮細(xì)胞極性的喪失及間質(zhì)特性的獲得為重要特征，同時(shí)EMT使細(xì)胞在多個(gè)方面均發(fā)生改變。

形態(tài)學(xué)方面，上皮細(xì)胞形態(tài)由橢圓形轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)梭形（呈成纖維細(xì)胞樣形態(tài)）；細(xì)胞黏附分子表達(dá)減少，細(xì)胞間連接解體，細(xì)胞分散；以細(xì)胞角蛋白為主的細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆ㄐ蔚鞍祝╒imentin）為主。

分子學(xué)方面，間質(zhì)標(biāo)志物Vimentin、纖維連接蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）表達(dá)增加，上皮標(biāo)志物E-鈣黏蛋白（E-cadherin）表達(dá)減少，相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（ZEB1、Snail、Slug、Twist等）上調(diào)。細(xì)胞間黏附相關(guān)因子E-cadherin主要分布在上皮細(xì)胞，與維持上皮細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞極性及組織結(jié)構(gòu)完整性密切相關(guān)，E-cadherin表達(dá)減少是EMT過(guò)程的重要標(biāo)志[2]。間質(zhì)細(xì)胞特征性功能分子在一般上皮細(xì)胞不表達(dá)或表達(dá)非常低，而在EMT過(guò)程中重新表達(dá)或高水平表達(dá)。轉(zhuǎn)錄因子則通過(guò)與E-cadherin基因啟動(dòng)子區(qū)序列結(jié)合，抑制E-cadherin的表達(dá)并保持間質(zhì)表型[3]。

生物學(xué)功能方面，上皮細(xì)胞的遷移、侵襲能力增強(qiáng)。N-cadherin是間質(zhì)細(xì)胞來(lái)源的骨架蛋白之一，分布于神經(jīng)外胚層和中胚層，在正常上皮細(xì)胞中基本不表達(dá)或表達(dá)較低，其主要功能是介導(dǎo)成纖維細(xì)胞的動(dòng)態(tài)黏附，有助于間質(zhì)細(xì)胞移動(dòng)，在腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT后其表達(dá)上調(diào)。Vimentin也是細(xì)胞骨架蛋白之一，特異性地分布于間質(zhì)細(xì)胞，Vimentin表達(dá)異常增多導(dǎo)致細(xì)胞骨架蛋白構(gòu)成發(fā)生變化，使得上皮源性細(xì)胞具有成纖維細(xì)胞樣特征，更易于遷移游動(dòng)?；|(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）可以降解細(xì)胞外基質(zhì)，在EMT過(guò)程中表達(dá)增加，與細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。大量研究發(fā)現(xiàn)，EMT的發(fā)生過(guò)程與多種信號(hào)通路和生長(zhǎng)因子有關(guān)，如Wnt信號(hào)通路、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β（TGF-β）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）等，可以引起細(xì)胞增殖侵襲、誘導(dǎo)EMT發(fā)生[4]。Wnt信號(hào)通路與TGF-β/Smad信號(hào)通路可以相互作用，上調(diào)EMT誘導(dǎo)因子Snail和Twist表達(dá)，使E-cadherin表達(dá)下調(diào)，同時(shí)激活β-catenin/T細(xì)胞因子（TCF）/淋巴樣增強(qiáng)因子（LEF）復(fù)合物，間接引起Vimentin等間質(zhì)標(biāo)志物表達(dá)上調(diào)，共同調(diào)節(jié)EMT的發(fā)生過(guò)程[5]。

1.3 EMT分類 根據(jù)生物學(xué)特征不同，EMT分為3種類型[6]：Ⅰ型EMT與胚胎發(fā)育相關(guān)；Ⅱ型EMT與成熟組織修復(fù)相關(guān)，伴隨傷口愈合、組織再生和器官纖維化，當(dāng)損傷和炎癥持續(xù)時(shí)，Ⅱ型EMT所生成的纖維母細(xì)胞聚集并引起進(jìn)行性纖維化，最終導(dǎo)致器官損傷；Ⅲ型EMT涉及腫瘤發(fā)展演變，可使腫瘤細(xì)胞形態(tài)和黏附性發(fā)生改變，是腫瘤浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制。已證實(shí)EMT不僅能夠促進(jìn)許多實(shí)體腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，如膀胱癌、原發(fā)性肝癌、結(jié)腸癌和卵巢癌等，而且在腎、肝、肺等器官的纖維化疾病進(jìn)展中也起著重要作用[7]。

2 EMT在ADS中的作用

ADS是婦科常見(jiàn)疾病之一，病理可見(jiàn)子宮內(nèi)膜腺體和間質(zhì)存在于子宮肌層，并存在周期性增生和剝脫出血。ADS是一種良性疾病，但其表現(xiàn)出與腫瘤轉(zhuǎn)移類似的特性。ADS子宮內(nèi)膜基底層與其病灶具有相似性，表明疾病發(fā)展可能與子宮內(nèi)膜侵入子宮肌層有關(guān)，而引起內(nèi)膜基底層細(xì)胞侵入肌層的因素尚不清楚。研究認(rèn)為子宮內(nèi)膜浸潤(rùn)現(xiàn)象可能發(fā)生于損傷的子宮肌層或子宮內(nèi)膜-子宮肌層交界區(qū)，子宮內(nèi)膜浸潤(rùn)組織內(nèi)聚力減弱的薄弱平滑肌纖維束，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位移植和植入，同時(shí)伴有基因改變和相關(guān)通路的失調(diào)[8]。ADS子宮內(nèi)膜特性的改變與EMT過(guò)程密切相關(guān)，包括細(xì)胞外基質(zhì)降解、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞黏附和血管生成等因素[9]，提示EMT可能參與ADS的發(fā)生和發(fā)展。

2.1 細(xì)胞形態(tài)改變 研究表明，正常子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞具有規(guī)則且較大的細(xì)胞核，并且細(xì)胞和細(xì)胞之間排列規(guī)整和連續(xù)，而ADS子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞間的排列中斷[10]。ADS上皮細(xì)胞由橢圓形轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)梭形，呈成纖維細(xì)胞樣形態(tài)，細(xì)胞間連接解體，細(xì)胞分散；細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆ㄐ蔚鞍诪橹?。同時(shí)在子宮內(nèi)膜-肌層交界區(qū)存在E-cadherin陰性的腺上皮細(xì)胞，缺乏橋粒結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出流動(dòng)性特征[11]。雌激素可以通過(guò)黏著斑激酶調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜細(xì)胞骨架的重塑和運(yùn)動(dòng)[12]。TGF-β和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）等因子可與子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，通過(guò)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路影響細(xì)胞黏附分子表達(dá)和細(xì)胞骨架功能，破壞細(xì)胞間連接[12]。ADS異位內(nèi)膜和在位內(nèi)膜膜聯(lián)蛋白 A2（annexin A2，ANXA2）的表達(dá)均高于正常內(nèi)膜，激活下游Rho/ROCK通路，誘導(dǎo)張力纖維形成，調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白，調(diào)控細(xì)胞骨架重排，在調(diào)節(jié)細(xì)胞極性和細(xì)胞遷徙中具有重要作用[13]?？傊訉m內(nèi)膜上皮細(xì)胞形態(tài)的改變使細(xì)胞間接觸不穩(wěn)定，形成更易遷移和侵入的間質(zhì)表型。

2.2 分子表達(dá)改變 EMT過(guò)程中，上皮黏附相關(guān)分子（如E-cadherin）表達(dá)下調(diào)，間質(zhì)來(lái)源相關(guān)分子（如N-cadherin、FN、Vimentin）表達(dá)上調(diào)，而且誘導(dǎo) EMT的細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄因子如Snail、Slug、Twist等表達(dá)也顯著增加。EMT是多因素共同作用的復(fù)雜過(guò)程，受多種因子及多條通路的調(diào)控[4]。

Oh等[14]報(bào)道β-catenin作為參與細(xì)胞分化和維持組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要分子，在ADS異位病灶和在位內(nèi)膜中的表達(dá)水平均高于正常內(nèi)膜，β-catenin通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，導(dǎo)致EMT標(biāo)志物如E-cadherin表達(dá)降低，而E-cadherin轉(zhuǎn)錄抑制因子Snail和鋅指蛋白1（ZEB1）表達(dá)升高，促進(jìn)ADS的發(fā)生和發(fā)展。Qi等[15]研究發(fā)現(xiàn)，ADS異位內(nèi)膜中Notch信號(hào)通路的負(fù)性調(diào)控因子Numb表達(dá)水平明顯低于正常內(nèi)膜，同時(shí) Notch1、Snail、Slug、Twist和N-cadherin表達(dá)增加，表明Numb的異常負(fù)調(diào)控可能涉及ADS的發(fā)生和發(fā)展。Twist作為凋亡抑制蛋白參與EMT過(guò)程，促進(jìn)細(xì)胞遷移、侵襲、抗凋亡等，Twist可通過(guò)抑制E-cadherin表達(dá)和誘導(dǎo)N-cadherin表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)EMT過(guò)程。N-cadherin在ADS中上調(diào)，也能夠刺激Snail和Slug上調(diào)[11]。HGF在ADS中過(guò)表達(dá)可下調(diào)E-cadherin表達(dá)，上調(diào)N-cadherin、Slug和Snail表達(dá)，從而促進(jìn)EMT的進(jìn)展[16]。局部黏著斑激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）在 ADS異位病灶和在位內(nèi)膜的表達(dá)均高于正常內(nèi)膜，且FAK與E-cadherin表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，兩者可能共同參與ADS的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[12]。FAK作為局部黏著斑成分并將整合素連接到肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架，由磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）依賴性的生長(zhǎng)因子啟動(dòng)[12]，激活蛋白激酶B（AKT）信號(hào)通路，增加Snail表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致E-cadherin下調(diào)[17]，誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜向肌層侵襲和轉(zhuǎn)移。

ADS同時(shí)受雌激素水平影響，病灶局部雌激素水平與E-cadherin的表達(dá)相關(guān)[3]。研究證明，ANXA2作為雌激素的下游靶標(biāo)，ADS病灶組織中ANXA2上調(diào)和E-cadherin的下調(diào)與ADS在位內(nèi)膜細(xì)胞中Vimentin和Slug的異常表達(dá)有關(guān)[18]。ADS也被認(rèn)為是炎癥性疾病，其特征在于促炎細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)增加。單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）是一種特異性誘導(dǎo)單核吞噬細(xì)胞趨化和活化的β趨化因子，其在ADS子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中高表達(dá)。有研究發(fā)現(xiàn)，彌漫性和局灶性ADS患者子宮內(nèi)膜功能層的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加[19]。巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，也與EMT的發(fā)展密切相關(guān)。Ding等[20]研究證明，巨噬細(xì)胞耗竭可顯著降低ADS病灶內(nèi)膜中EMT 相關(guān)標(biāo)志物 [包括 CD41、VEGF、CD31、TGF-β、α平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）和膠原蛋白Ⅰ]的表達(dá)水平。研究表明，巨噬細(xì)胞聚集在ADS病灶，并緊密圍繞在發(fā)生EMT的腺上皮細(xì)胞周圍，ADS在位內(nèi)膜的上皮細(xì)胞與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)可成功誘導(dǎo)EMT過(guò)程[21]。提示ADS病變中巨噬細(xì)胞的聚集與EMT有關(guān)。

關(guān)于多種相關(guān)分子在ADS病灶處異常聚集的機(jī)制尚不明確，有學(xué)者認(rèn)為可能通過(guò)旁分泌作用。在血小板活化之后，許多參與血管生成、細(xì)胞增殖和支配神經(jīng)的重要蛋白質(zhì)和生物活性分子被釋放并沉積在ADS病灶及其周圍子宮肌層內(nèi)，導(dǎo)致血管生成增加，促進(jìn)EMT的發(fā)展[22]。

因此，ADS的EMT過(guò)程主要包括子宮內(nèi)膜細(xì)胞失去上皮黏附特性、間質(zhì)來(lái)源蛋白表達(dá)增加、肌動(dòng)蛋白重排進(jìn)一步可能通過(guò)瓦解基底膜而增強(qiáng)細(xì)胞遷移和侵襲性。

2.3 生物學(xué)功能改變 ADS是子宮內(nèi)膜細(xì)胞侵襲性增強(qiáng)的結(jié)果，由于在子宮內(nèi)膜和子宮肌層之間沒(méi)有基底膜，組織應(yīng)激損傷和（或）局部組織炎癥引發(fā)EMT過(guò)程。隨著ADS持續(xù)的過(guò)度活動(dòng)和慢性損傷，內(nèi)膜細(xì)胞持續(xù)增殖和慢性炎癥進(jìn)一步延緩了愈合過(guò)程，并導(dǎo)致病灶數(shù)目增加[11]。

ADS在位和異位子宮內(nèi)膜中MMP和VEGF的表達(dá)水平顯著高于正常子宮內(nèi)膜，VEGF與MMP表達(dá)呈正相關(guān)。提示MMP-2、MMP-9和VEGF在子宮內(nèi)膜組織侵入子宮肌層和ADS血管生成中發(fā)揮一定作用[23]。子宮內(nèi)膜的侵襲性增強(qiáng)導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解和重建是ADS發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這個(gè)過(guò)程主要依靠MMP。MMP-2的高表達(dá)使蛋白水解酶活性增強(qiáng)，影響細(xì)胞外基質(zhì)的合成，子宮內(nèi)膜腺上皮和間質(zhì)細(xì)胞侵入肌層、異位種植并形成病灶的能力增強(qiáng)，并促使子宮平滑肌細(xì)胞過(guò)度增生[23]。ADS組織中MMP等分子的表達(dá)上調(diào)可能與子宮內(nèi)膜對(duì)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞侵襲的反應(yīng)有關(guān)。有證據(jù)表明，肌肉生長(zhǎng)抑制素（myostatin）和激活素A（activin A）可作為配體與TGF-β結(jié)合，抑制肌肉生長(zhǎng)并促進(jìn)疾病狀態(tài)下的肌肉蛋白質(zhì)損失，進(jìn)一步刺激肌蛋白分解代謝。myostatin和activin A與肌肉細(xì)胞表面受體的結(jié)合導(dǎo)致肌肉蛋白水解[18]。Khan等[16]研究發(fā)現(xiàn)，ADS子宮內(nèi)膜-肌層交界處的HGF水平增加，HGF高表達(dá)的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞遷移能力也增加。同時(shí)，ADS患者在位內(nèi)膜中小窩蛋白1（caveolin-1，CAV1）的表達(dá)顯著下調(diào)，使內(nèi)膜細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的轉(zhuǎn)移能力[24]。

2.4 纖維化形成 纖維化是許多疾病的共同病理過(guò)程，其形成可以大概分為3個(gè)過(guò)程：①受損的上皮細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，引起炎癥細(xì)胞在受損部位的聚集；②聚集的炎癥細(xì)胞分泌細(xì)胞因子，引起上皮細(xì)胞的損害，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增生和間質(zhì)相關(guān)蛋白產(chǎn)生；③炎癥減退，受損器官纖維化。纖維化的特征表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)的聚集。對(duì)于慢性臟器纖維化疾病，EMT從兩個(gè)方面參與纖維化過(guò)程，EMT不僅能促進(jìn)分泌細(xì)胞外基質(zhì)的成纖維細(xì)胞或肌成纖維細(xì)胞增殖，并且導(dǎo)致上皮細(xì)胞大量流失，加劇纖維化組織的實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞[25]。

目前已有研究表明，在ADS中存在纖維化的過(guò)程。相關(guān)病理研究認(rèn)為，ADS病灶處子宮內(nèi)膜周期性反復(fù)出血、增生，對(duì)臨近組織產(chǎn)生長(zhǎng)期的損傷作用。在反復(fù)的局部損傷作用下，纖維化的相關(guān)因子被激活，細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度生成和異常沉積常常會(huì)發(fā)生纖維化。在ADS發(fā)展過(guò)程中，TGF-β1/Smad3信號(hào)通路驅(qū)動(dòng)EMT以及成纖維細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化（fibroblast-myofibroblast transformation，F(xiàn)MT），最終導(dǎo)致纖維化程度加重[26]。最近研究發(fā)現(xiàn)活化的血小板在子宮內(nèi)膜異位上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)TGF-β1/Smad3信號(hào)通路的活化，導(dǎo)致EMT和FMT，增加細(xì)胞遷移和侵襲傾向，并增加細(xì)胞收縮性和膠原蛋白的生成，最終導(dǎo)致纖維化[22，27]。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

ADS子宮內(nèi)膜存在侵入子宮肌層的生物學(xué)行為，EMT賦予細(xì)胞遷移、侵襲的能力，因此認(rèn)為EMT可能是ADS的發(fā)病機(jī)制之一。EMT通過(guò)改變ADS子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞形態(tài)、相關(guān)生物分子表達(dá)及細(xì)胞生物學(xué)功能，進(jìn)而參與ADS發(fā)生和發(fā)展，最終導(dǎo)致ADS纖維化。目前ADS病因復(fù)雜，仍然需要進(jìn)一步研究更深入地了解其發(fā)病機(jī)制，以便早期診斷、早期干預(yù)，制定個(gè)體化的治療策略。