雌激素、雄激素及其受體對(duì)子宮內(nèi)膜影響的研究進(jìn)展

錢霞綜述 韓磊,尤小英審校

雌激素和雄激素是女性體內(nèi)重要的甾體類激素，除孕激素外，雌激素和雄激素對(duì)于維持子宮內(nèi)膜的正常功能、規(guī)律的月經(jīng)周期和良好的生育能力也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。當(dāng)其分泌水平、受體數(shù)量或功能及生物利用度發(fā)生變化之后，可能導(dǎo)致多種激素依賴性子宮內(nèi)膜疾病，影響女性健康。

1 子宮內(nèi)膜解剖及生理特點(diǎn)

人類女性的子宮內(nèi)膜分為靠近宮腔的功能層和靠近肌壁的基底層。功能層表面被覆柱狀上皮細(xì)胞組成的腺體，并被宮腔液填充；深部血管網(wǎng)和間質(zhì)細(xì)胞豐富，含有免疫細(xì)胞[1]。育齡女性子宮內(nèi)膜中甾體激素受體分布廣泛，對(duì)卵巢分泌的甾體激素十分敏感，在激素的周期性作用下有序地發(fā)生增殖、分泌和脫落等重要的功能學(xué)和形態(tài)學(xué)變化，并在排卵后為受精卵著床做好準(zhǔn)備[1-2]。若無受精卵的正常著床，則隨著黃體萎縮，甾體類激素的濃度迅速下降，觸發(fā)子宮內(nèi)膜組織崩解和脫落的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)膜的修復(fù)機(jī)制[3]。月經(jīng)結(jié)束后宮腔表面的內(nèi)膜功能層僅需幾天時(shí)間即可重新愈合。子宮內(nèi)膜是育齡女性體內(nèi)周期性地、完整地實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)的重要組織。

子宮內(nèi)膜層中多種類型細(xì)胞上均有甾體激素受體表達(dá)。雌激素和雄激素受體的結(jié)構(gòu)基本相似，通常包含3個(gè)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)域：可變的氨基末端、高度保守的DNA結(jié)合域和欠保守的羧基末端配體結(jié)合域。這些特殊的結(jié)構(gòu)域使得受體可以與甾體類激素依賴性的下游基因的啟動(dòng)子/增強(qiáng)子內(nèi)DNA結(jié)合域相互作用，并通過胞膜上的非基因組信號(hào)通路協(xié)同作用，影響下游基因的表達(dá)，從而調(diào)控子宮內(nèi)膜周期性增殖、凋亡、脫落等生理過程及對(duì)胚胎的容受性[4]。

2 子宮內(nèi)膜層中雌激素、雄激素受體的特點(diǎn)

雌激素受體(estrogen receptor，ER)分為α和β 2種，分別由ER1和ER2基因編碼的全長(zhǎng)蛋白經(jīng)過剪接生成，17β-雌二醇(17β-oestradiol，E2)可分別以高親和力及等親和力結(jié)合2種受體，但雌酮(oestrone，E1)對(duì)ERβ-1的親和力更高[5]。ER1和ER2基因的編碼蛋白還可以被剪接成其他變異體，如人類ER1的剪接變體ER46、ER2的剪接變體ERβ2/bcx和ERβ5等，這些變體主要在生殖器官和生殖系統(tǒng)病變組織中表達(dá)[6]。此外，雌激素受體相關(guān)蛋白也與甾體激素關(guān)系密切，由于分子C末端缺乏一定的結(jié)構(gòu)域，故不直接與E1或E2結(jié)合，但可能被雌激素相關(guān)的輔助因子或其他脂質(zhì)分子激活[7]。

雄激素受體(androgen receptor，AR)基因位于X染色體上，其N端的結(jié)構(gòu)域?qū)R依賴性的下游基因表達(dá)具有重要作用，并可能成為一個(gè)潛在的藥物靶點(diǎn)[8]。與ER相似，AR基因表達(dá)后也會(huì)產(chǎn)生多種剪接變體，可能在惡性腫瘤的非激素相關(guān)基因活化過程中發(fā)揮作用[1]。如前列腺癌、原發(fā)性乳腺癌組織和乳腺癌細(xì)胞系中均有AR變體存在，但尚未發(fā)現(xiàn)AR變體與子宮內(nèi)膜病變有關(guān)的報(bào)道[9]。

雌激素和雄激素分別與細(xì)胞膜上的ER和AR對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)域相互結(jié)合，并發(fā)生二聚化等構(gòu)象變化，受體胞內(nèi)段發(fā)生棕櫚酰化并與支架蛋白相互作用，引起細(xì)胞功能改變[10]。ER和AR被激活后可募集其他調(diào)節(jié)因子(如激活因子FOXA1和GATA2等)，甚至直接與其調(diào)控的靶基因序列結(jié)合，調(diào)控甾體激素的生物學(xué)效應(yīng)[11]。另外，子宮內(nèi)膜內(nèi)皮細(xì)胞上的雌激素受體還可以通過與已結(jié)合在DNA上的轉(zhuǎn)錄因子(如Sp1)相互作用來調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)[12]。

近年來研究顯示，子宮內(nèi)膜層中的甾體激素水平變化與外周血中并非完全同步，因此，內(nèi)膜層局部組織中可能存在某種激素合成和代謝的“獨(dú)特機(jī)制”[13]。腎上腺是外周血中高濃度類固醇硫酸鹽的重要來源，但它們并不能直接與內(nèi)膜上的甾體激素受體結(jié)合，還需要經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)，生成雙氫睪酮才能激活受體，或通過類固醇硫酸酯酶升高E1的濃度來促進(jìn)蛻膜化過程[14-15]。另外，內(nèi)膜層中雌、雄激素前體可以經(jīng)17β-羥基類固醇脫氫酶的同工酶分解形成多種異構(gòu)體，其中17β-雌二醇異構(gòu)體-2在子宮內(nèi)膜異位癥、子宮腺肌病和子宮肌瘤等患者的內(nèi)膜中表達(dá)顯著高于健康女性，提示可能在這些激素依賴性疾病中扮演重要角色[16]。

3 雌激素及其受體對(duì)內(nèi)膜的影響

高選擇性抗體研究揭示了正常月經(jīng)周期中子宮內(nèi)膜上ERα、ERβ和AR表達(dá)的時(shí)間和空間特征：ERα高表達(dá)于上皮腺體及功能層、基底層的基質(zhì)中，但在血管內(nèi)皮細(xì)胞中呈陰性；功能層中的ERα在分泌期隨著孕酮水平的升高而下調(diào)[17]。增殖期內(nèi)膜層中與血管重塑有關(guān)的子宮自然殺傷(uterine natural killer，uNK)細(xì)胞的胞核中也可以檢測(cè)到ERα高表達(dá)[18]。

動(dòng)物在體研究表明，ERα在子宮內(nèi)膜的上皮和間質(zhì)中均發(fā)揮重要作用，如上皮中的ERα對(duì)于卵巢去勢(shì)小鼠的內(nèi)膜增殖反應(yīng)是必不可少的，對(duì)間質(zhì)細(xì)胞蛻膜化過程的旁分泌調(diào)節(jié)也起到關(guān)鍵作用[19]。ERβ的表達(dá)模式與ERα不同，在分泌期子宮內(nèi)膜功能層的上皮、間質(zhì)、內(nèi)皮和免疫細(xì)胞中ERβ1表達(dá)最高，且不隨孕激素升高而下調(diào)，E2可能通過持續(xù)激活ERβ而誘導(dǎo)內(nèi)膜細(xì)胞凋亡[20]。子宮內(nèi)膜和肌層分離出的內(nèi)皮細(xì)胞均為ERβ+/ERα-，使用ERβ選擇性激動(dòng)劑可以引發(fā)細(xì)胞特異性的基因表達(dá)[18]。雌激素可以激活人類uNK細(xì)胞上的ERβ并啟動(dòng)快速信號(hào)通路等復(fù)雜的胞內(nèi)反應(yīng)，E1或E2都可以誘導(dǎo)uNK細(xì)胞遷移并分泌趨化因子配體[21]。內(nèi)源性雌激素對(duì)于子宮內(nèi)膜中不同類型的細(xì)胞之間的相互作用具有重要的調(diào)節(jié)作用，共同為妊娠提供必要條件。在人類及其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的子宮內(nèi)膜細(xì)胞中可以檢出人類ER2的剪接變異體ERβ2和ERβ5，它們也可以形成二聚體，對(duì)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的功能產(chǎn)生影響[22]。

雌激素受體相關(guān)蛋白可以表達(dá)于人類的子宮內(nèi)膜上改變細(xì)胞代謝，并使細(xì)胞具有ERα依賴性的功能[1]。雌激素能以極高的親和力啟動(dòng)G-蛋白偶聯(lián)雌激素受體(G protein-coupled estrogen receptor，GPER)，進(jìn)而影響靶細(xì)胞的功能[10]。子宮內(nèi)膜上的GPER表達(dá)水平在增殖期達(dá)峰，它可能參與子宮內(nèi)膜向腫瘤的轉(zhuǎn)化，或促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥患者的內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)而降低細(xì)胞黏附[23]。GPER基因敲除的雌性小鼠仍然具有生育能力，但體內(nèi)的代謝和心血管系統(tǒng)可能發(fā)生明顯異常，提示雌激素相關(guān)GPER功能的復(fù)雜性，值得進(jìn)一步探索[24]。

4 雌激素受體相關(guān)藥物與內(nèi)膜疾病

既往的臨床研究顯示，有較高比例的低級(jí)別子宮內(nèi)膜癌患者內(nèi)膜中表達(dá)ERα和孕酮受體，因此，早期子宮內(nèi)膜癌非手術(shù)治療一直以高效孕激素為一線療法，以他莫昔芬等抗雌激素藥物或他莫昔芬聯(lián)合高效孕激素作為二線治療方案[25]。選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑奧培米芬是治療絕經(jīng)后女性陰道癥狀的有效藥物，高劑量時(shí)可作為雌激素受體激動(dòng)劑[26]。選擇性雌激素受體降解劑具備發(fā)展成為治療早期子宮內(nèi)膜癌的新一代藥物，但其口服生物利用度較低，仍需進(jìn)一步探索[27]。近期的研究表明，雌激素受體相關(guān)蛋白與其反向激動(dòng)劑的靶向結(jié)合有可能為子宮內(nèi)膜癌的治療提供新的思路[28]。

ERβ在子宮內(nèi)膜異位癥患者異位內(nèi)膜病灶中的高表達(dá)為ERβ選擇性受體拮抗劑用于臨床治療提供了理論依據(jù)，并在模型動(dòng)物體內(nèi)得到初步驗(yàn)證，但在人體臨床試驗(yàn)中尚未取得預(yù)期的療效。這可能與模型動(dòng)物子宮內(nèi)膜的特殊性、藥物劑量及ERβ拮抗劑對(duì)疼痛機(jī)制的影響等因素相關(guān)[29]。已有研究顯示，選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑并不適用于治療子宮腺肌病，但可能成為潛在的避孕藥或治療圍絕經(jīng)期異常子宮出血、宮頸癌等的藥物[30]。

有報(bào)道顯示，GPER激動(dòng)劑G-1可誘導(dǎo)卵巢子宮內(nèi)膜異位囊腫的基質(zhì)細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞周期阻滯和凋亡，因此可能成為治療子宮內(nèi)膜異位癥的潛在靶點(diǎn)[31]。GPER還與子宮內(nèi)膜異位癥中E2誘導(dǎo)的疼痛有關(guān)，而選擇性GPER拮抗劑可以抑制這種疼痛反應(yīng)[32]。當(dāng)然，還需要較大樣本量且設(shè)計(jì)合理的臨床試驗(yàn)來證明GPER是否可以作為緩解子宮內(nèi)膜異位癥疼痛癥狀的藥物靶點(diǎn)。

5 雄激素及其受體對(duì)內(nèi)膜的影響

雄激素及其受體在月經(jīng)周期中對(duì)子宮內(nèi)膜組織功能的作用尚不明確，相關(guān)研究也遠(yuǎn)少于雌激素及其受體。既往的病理研究顯示，子宮內(nèi)膜全層組織切片中AR在基質(zhì)成纖維細(xì)胞中高表達(dá)，在功能層中呈現(xiàn)出周期性變化，但在基底層間質(zhì)細(xì)胞中則整個(gè)月經(jīng)周期均保持不變。在孕激素撤退誘導(dǎo)的月經(jīng)動(dòng)物模型中，注射雙氫睪酮對(duì)于內(nèi)膜組織的破壞和修復(fù)的動(dòng)態(tài)平衡具有顯著的影響，可能是通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶3等分子的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[33]。

AR在子宮內(nèi)膜不同類型細(xì)胞中表達(dá)差異的具體機(jī)制目前尚不清楚，可能與孕激素的變化存在一定關(guān)系。在健康女性月經(jīng)周期的分泌期，孕激素水平下降后或使用抗孕激素藥物后，功能層上皮細(xì)胞出現(xiàn)反應(yīng)性的AR表達(dá)上調(diào)，以減弱細(xì)胞的增殖。人類原代子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中存在雄激素調(diào)節(jié)基因(如HIF1α、CD44等)，與保護(hù)細(xì)胞免受應(yīng)激和凋亡的細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)[18]。

6 雄激素受體相關(guān)藥物與內(nèi)膜疾病

AR相關(guān)的藥物已經(jīng)用于治療乳腺癌，但是尚未用于治療子宮內(nèi)膜癌或子宮內(nèi)膜異位癥，這類藥物在使用過程中可能存在一定的不良反應(yīng)，高濃度的雄激素會(huì)在體內(nèi)代謝并轉(zhuǎn)化成雌激素，導(dǎo)致異常子宮出血和子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率增加[34]。動(dòng)物研究顯示，選擇性雄激素受體調(diào)節(jié)劑可部分恢復(fù)切除卵巢的去勢(shì)雌性小鼠的子宮重量[35]。

達(dá)那唑是一種高效合成雄激素，它以較高的親和力與AR結(jié)合，抵抗子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖，因此可用于治療子宮內(nèi)膜異位癥、子宮腺肌病，可以縮小病變、緩解疼痛癥狀，還可以減少異常子宮出血，獲得了較為滿意的臨床療效[36]。但達(dá)那唑同時(shí)具有弱的雄激素活性，可導(dǎo)致多毛、聲音低鈍、女胎男性化等的風(fēng)險(xiǎn)，因此使用時(shí)間不宜過長(zhǎng)且孕期禁用。左炔諾孕酮是一種具有雄激素活性的高效孕酮受體激活劑；而孕酮受體拮抗劑醋酸烏利司他可以誘導(dǎo)AR表達(dá)顯著增加，抵抗內(nèi)膜的增殖[37]。

7 小結(jié)和展望

在整個(gè)月經(jīng)周期中，子宮內(nèi)膜細(xì)胞上有高親和力的ER和AR表達(dá)，對(duì)甾體類激素非常敏感，能引起內(nèi)膜組織功能在時(shí)間和空間上發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，并在非孕狀態(tài)下內(nèi)膜的脫落和修復(fù)中起著關(guān)鍵作用。因此，甾體類激素的水平和平衡調(diào)節(jié)對(duì)內(nèi)膜功能和修復(fù)至關(guān)重要，并能通過局部代謝相關(guān)的甾體激素受體或其異構(gòu)體調(diào)控細(xì)胞和組織中特異蛋白的表達(dá)。甾體類激素或ER和AR等的拮抗劑開發(fā)為子宮內(nèi)膜疾病的治療開創(chuàng)了新的前景。