子宮內膜異位癥病因的分子水平研究新進展

賀亞楠(綜述)，張廣美(審校)

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院婦產科，哈爾濱 150001 )

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子宮內膜異位癥病因的分子水平研究新進展

賀亞楠1△(綜述)，張廣美2※(審校)

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院婦產科，哈爾濱 150001 )

摘要：子宮內膜異位癥(內異癥)是育齡期婦女常見的疾病，具有侵襲性強、種植廣泛和易復發等特點，嚴重影響患者的生活質量。現階段對內異癥發病機制的探究已向分子水平方向延伸，主要表現在酶系統因素、血管因子因素以及干細胞因素基因表達異常。但其發病機制至今尚未完全清楚，是婦科臨床和基礎研究的熱點問題。因此，對內異癥發病機制的深入了解以及對病因的靶向治療領域技術的發展，有望為內異癥診斷和治療找到新的切入點。

關鍵詞：子宮內膜異位癥;基因表達;分子水平；發病機制

子宮內膜異位癥(內異癥)指具有活性的子宮內膜組織(腺體和間質)異位到子宮腔以外部位生長，出現反復周期性出血，形成疾病，并出現疼痛和不孕等相關癥狀[1]。近些年有學者統計育齡期婦女的發病率為6%～10%，且呈上升趨勢[2]，但其治愈率低、復發率高，嚴重影響婦女的身心健康。內異癥從發現至今已有300年的歷史，但其機制研究一直局限于宏觀水平，類腫瘤的形態學改變加深了其分子水平的發展。目前，內異癥的治療效果不理想，與其發病機制不清楚以及缺乏以病因為靶點的治療密切相關，只有從分子水平(相關酶類，血管因子，干細胞等)研究內異癥的發病原因才能從根源上治愈內異癥。現將對近年內異癥基因表達調控機制的研究現狀和成果綜述，為內異癥發病的分子機制尤其是分子水平的的診斷和治療提供科學依據和新思路。

1內異癥與相關酶類

近年，許多酶在子宮內膜細胞的侵襲和轉移等過程中扮演著重要角色，最具代表性的為芳香化酶和基質蛋白酶，它們在內異癥發生、發展中的作用引起了人們的極大關注。進一步從分子水平闡述相關酶類在內異癥表達改變的原因及相關因素,對探索內異癥的發生、發展機制和診斷預防疾病惡化有重要作用，有望為內異癥發病機制的最終闡述提供重要線索,并為臨床上診斷及治療提供客觀的試驗依據。

1.1芳香化酶系統芳香化酶(P450arom)是雌激素合成重要的限速酶，因此又稱雌激素合成酶，為單基因編碼。現已證實，內異癥是一種雌激素依賴性疾病，然而無論何種年齡的女性合成雌激素均需要芳香化酶的參與[1]。生育年齡婦女雌激素主要在卵巢中合成，P450arom將雄烯二酮和睪酮轉化為雌酮和雌二醇；絕經后雌激素主要是在脂肪、肌肉和腎上腺等組織中合成，也需P450arom的催化。在位內膜表達P450arom可能是內異癥的始動因素，即由于患者自身的遺傳缺陷，子宮內膜細胞本身能夠合成雌二醇，使得內膜細胞一旦逆流入腹腔就更易于其種植生長。因此，通過對P450arom基因表達進行相關研究，可以從分子水平為內異癥病因及治療提供新靶點。

CYP19基因定位在染色體15q21.2帶上，全長123 kb，編碼503個氨基酸，其中包括P450arom[3]。子宮內膜正常情況下存在抑制轉錄因子，即雞卵白蛋白上游啟動子轉錄因子，所以正常婦女宮腔內未檢出P450arom的表達[4]，而內異癥患者體內變異的類固醇源性因子取代雞卵白蛋白上游啟動子轉錄因子連接至啟動基因，P450arom表達上調，繼而增加局部雌激素合成而發病，但還沒有相關研究明確其是否為決定內異癥患者局部P450arom高表達的主要因素。期望通過轉錄水平啟動子的研究為CYP19基因和內異癥發病間的關系提供有效依據。

環加氧酶2是內異癥中P450arom表達重要的間接刺激因子，通過與前列腺素E2相互作用構成的正反饋系統參與P450arom的基因調控，最終影響CYP19基因的表達[5]。通過對環加氧酶2的分子水平研究，可補充芳香化酶和內異癥相關研究的不足。最新研究發現環加氧酶2 基因啟動子內的NK-IL6位點的低甲基化可引起環加氧酶2在位內膜中表達上調[6]，與基因突變不同，甲基化改變是可逆的，因此通過對環加氧酶2啟動子的甲基化情況研究可以為內異癥的治療提供一種新途徑。

1.2基質金屬蛋白酶系統基質金屬蛋白酶系統包括基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)和組織金屬蛋白酶抑制物(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)。MMPs是一類活性依賴于鋅及鈣離子的蛋白水解酶，是調節細胞外基質動態平衡最重要的酶系。TIMPs不僅能抑制MMPs的激活，還參與了細胞增殖、凋亡和分化等過程。近年研究發現，子宮內膜上皮細胞的侵襲能力是通過MMPs降解細胞外基質得以實現的，且MMPs基因表達的量與子宮內膜侵襲能力呈正相關[7]，因此MMPs的參與是內異癥形成的關鍵。Matsuzaki等[8]應用實時定量聚合酶鏈反應及蛋白免疫染色定量分析還發現,MMP-7基因在內異癥患者深部浸潤異位內膜中的表達量顯著升高，進一步證實了MMPs與異位內膜的侵蝕性相關。此外，Sotnikova等[9]研究結果顯示，內異癥患者異位內膜及在位內膜組織中MMP-2表達均上調，TIMP-2表達均下調，推測MMPs和TIMPs間的平衡改變也可能導致內異癥的發生，并導致異位內膜組織侵襲降解細胞外基質的能力增強。為深入探究MMPs在內異癥和非內異癥患者之間差異表達的原因，Shan等[10]對內異癥患者MMP-7基因和MMP-9基因啟動子區單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP)進行研究，發現內異癥患者MMP-7基因啟動子區-181A/G多肽位點堿基G的出現率顯著增高(P=0.01)，且攜帶G等位基因可顯著增加內異癥的發病風險，但未發現MMP-9啟動子區SNP與該病有關。因此，MMPs基因在內異癥患者中的高表達可能與SNP相關，但具體相關途徑還需進一步的探索與研究。近期，有研究表明腫瘤細胞高表達的端粒酶反轉錄酶在內異癥患者體內檢測中也出現高表達現象，進一步表明端粒酶反轉錄酶可能與內異癥的發生有密切關系[11]，但仍需進一步的驗證。

2內異癥與血管因子生成與抑制因子

內異癥的發病機制眾說紛紜，但異位內膜在盆腹腔成功種植后的進一步發展則必須要有新生血管提供血液，顯然血管生成在內異癥發病中起到重要作用。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和內分泌腺體來源的VEGF(endocrine gland-derived VEGF,EG-VEGF)均在血管生成中扮演重要角色。隨著分子生物學研究進展，期望通過血管生成相關基因的多態性的研究，對內異癥的藥物治療等方面研究能有所突破。

1996年國外學者從牛濾泡細胞體外培養液中分離出一種能促進血管內皮細胞有絲分裂的物質，命名VEGF[12]。VEGF基因位于染色體6p21,3,全長14 kb，具有多態性，即監管區內有幾個SNPs[13]，其編碼產物為VEGF，是血管生成中起主要作用的增殖因子。內異癥患者子宮內膜中VEGF基因的表達明顯高于正常內膜，Bourlev等[14]認為VEGF基因在內異癥病灶中的表達與病灶增殖活性有關，增殖活性越高，VEGF基因表達越高；目前，許多學者對VEGF SNPs是否引起內異癥的遺傳易患性進行研究，認為VEGF SNPs會改變蛋白質的濃度，改變血管生成的過程，引起個體間對內異癥易患性的差異[15-16]。Perini等[17]用病例對照研究方法得出功能性單核苷酸多態性中VEGF(-1154G/A)為內異癥患病危險因素。現階段，抗血管藥物的研究是通過抗VEGF抗體和VEGF受體酪氨酸激酶抑制劑可以抑制新生血管生成而實現的分子水平靶向治療。但是，VEGF的組織特異性卻并不盡如人意，因為抑制VEGF的表達，不僅抑制了內異癥的發生，也抑制了心、腦等重要器官的血供，因此對與VEGF功能相似但特異性更高的血管因子的研究變得更有價值。

EG-VEGF蛋白分子又稱PROK1，相對分子質量為8600，包括305個氨基酸，EG-VEGF主要在卵巢、胎盤或腎上腺等甾體激素內分泌器官中特異性表達，其功能是作為有絲分裂原特異性誘導上述分泌器官的毛細血管內皮細胞增殖，遷移和膜孔形成。眾所周知，內異癥為性激素依賴性疾病，而EG-VEGF的表達水平與性激素水平密切相關。有學者研究[18]表明，卵泡液EG-VEGF水平與卵巢過度刺激綜合征的發生有關，EG-VEGF基因表達的上調與內異癥激素抵抗存在密切聯系。近期，Tabata等[19]研究發現EG-VEGF和其受體前動力蛋白受體2(prokineticin receptor 2,PROKR2)結合后刺激MMP家族基因表達上調使得腫瘤細胞的侵襲力增加，但與內異癥侵襲性間的關系，國內外鮮有報道。Su等[20]2014年最新報道顯示，PROKR2的基因多態性與特發的習慣性流產顯著相關(P<0.01),盡管有關EG-VEGF在內異癥中的研究不是很多，但EG-VEGF的高度組織特異性給卵巢等器官血管形成相關的增殖性病變帶來了更廣闊的研究前景。

3內異癥與干細胞

干細胞是具有自我更新，增殖和多向分化的潛能細胞群，即這些細胞的自身細胞群數量可以通過細胞分裂來維持，同時又可以進一步分化成為各種不同的組織細胞。人體所有的細胞均來源于干細胞，所以內異癥患者在位內膜細胞和異位細胞也可能由相應干細胞分化而來。此外，異位病灶的終末細胞不能維持病灶的長期發展，大量學者認同內異癥是一種干細胞疾病[21-22]。這也為臨床上無法根治病灶且治療后復發率高的現狀提供合理的解釋。因此，干細胞不僅能為再生醫學和組織工程提供來源，還能為新藥開發研究提供新的研究平臺,其研究前景十分廣闊。

3.1骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)BMSCs是近年備受矚目的一類成體干細胞，可通過循環系統到達身體各個部位，調節局部微環境，促進組織的損傷修復等。已有報道BMSCs移植可用于治療多種損傷性疾病，如腦缺血、心肌梗死和皮膚損傷等。但是，子宮內膜干細胞的最初來源還不完全知曉，有學者成功在體外將BMSCs誘導分化成子宮內膜腺上皮細胞[23]。近期，Cong等[24]首次從蛋白分子水平對上述分化過程進行研究，并假設細胞外調解蛋白激酶/絲裂原活化蛋白激酶可能通過調控核心蛋白質分子表達差異來參與細胞間信號轉導及相互作用、內異癥組織發展及細胞遷移等過程。上述研究啟示BMSCs可能是子宮內膜干細胞的來源，但BMSCs在內異癥中能夠維持病灶的生長和蔓延的其他相關途徑還需進一步探尋，加以干預，有望能夠從源頭上阻斷干細胞參與內異癥的發生、發展。

3.2人臍帶間充質干細胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)hUC-MSCs來源于中胚層，現可成功從臍帶華通膠分離獲得。與其他來源干細胞相比，hUC-MSCs具有來源豐富、易于分離和運輸、無異體排斥反應和不涉及倫理問題等優勢，因此在細胞治療和再生醫學的臨床應用方面擁有廣闊前景。hUC-MSCs可能為婦科疾病治療提供新的思路，有研究提示，hUC-MSCs可為子宮內膜疾病等婦科疾病的治療提供新的種子細胞[25]。我國學者[26]用hUC-MSCs和異位子宮內膜細胞同時進行體外培養，發現hUC-MSCs通過旁分泌機制抑制異位細胞增殖并促進其凋亡，提出可能通過提高人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphatase and tension homologue deleted on chromosome 10,PTEN)表達得以實現。近年，國內外對hUC-MSCs進行了廣泛而深入的實驗研究，雖已取得一定成果，但對于長期培養的細胞有無惡變傾向以及細胞移植到模型動物體后遠期致瘤性的觀察等問題，仍需今后的學者們開展進一步的實驗研究，為hUC-MSCs的臨床應用提供可行性依據。

4內異癥與細胞凋亡

內異癥之所以稱之為類腫瘤性疾病，一個很大的原因在于內異癥存在細胞凋亡異常現象，無論在酶體系、血管因素以及干細胞中都存在著這種現象。細胞凋亡是保證子宮內膜周期性脫落出血和增生的關鍵，而在內異癥患者的在位和異位內膜中，凋亡相關基因的表達異常，導致患者對凋亡信號的敏感性減弱，因而出現在位和異位內膜的過度增殖，因此推測內異癥的發生與子宮內膜異位細胞凋亡特性的改變有明顯的關系。當今研究比較熱門的兩個方面分別為Bcl-2/bax以及生存素表達異常。

4.1Bcl-2/baxBcl-2基因最初從B淋巴瘤染色體中分離，具有抑制細胞凋亡的作用。研究表明，Bcl-2基因的表達呈周期性變化，增殖期呈高表達而月經期則表達下調，但是在內異癥中無此周期性改變[27]。Bax基因是Bcl-2家族中的一員，主要作用是加速細胞凋亡。Bcl-2和 Bax基因表達的平衡狀態在凋亡過程中起著關鍵作用，有學者發現內異癥患者Bcl-2基因在增殖期表達明顯高于正常人，而Bax卻呈低表達(H)，過度表達的Bcl-2基因與Bax基因形成異型二聚體，抑制異位內膜細胞的凋亡[28]。因此認為Bcl-2基因與Bax基因的失衡是導致發生內異癥的因素之一，也提示調節Bcl-2和Bax表達的平衡可能成為治療內異癥的一個新策略。

4.2生存素生存素是凋亡抑制因子家族新成員，主要表達于子宮內膜腺上皮細胞胞質中，能抑制細胞凋亡，并參與血管生成。國內外學者發現內異癥患者在位及異位組織中有超量表達的生存素基因，并假設其可能參與內異癥發病的某一過程。Kanwar等[29]明確生存素是與凋亡終末階段分子胱天蛋白酶(caspase)-3和caspase-9特異性結合，抑制caspase酶原激活來抑制細胞凋亡。彭冬先等[30]還發現生存素基因特異性發夾狀RNA可以通過顯著促進裸鼠皮下異位內膜細胞凋亡而促進細胞增殖并參與血管生成，但發夾狀RNA在內異癥動物模型中促進凋亡的具體機制以及應用于臨床治療的發展前景還有待進一步的評估。從分子水平了解細胞凋亡過程，對其加以干預，有望對內異癥進行目的性治療。

5展望

大量學者發現內異癥在酶類相關因素、血管因子以及干細胞系基因表達方面存在異常，且相關細胞凋亡受到抑制，因此學者應更加明確將內異癥視為類腫瘤疾病進行研究。現階段分子水平的研究只是局限于單個基因或者單種細胞的點式研究，未能形成相互聯系，相互交叉的基因表達通路異常的研究，這是今后分子水平研究中有待發現和解決的問題。此外，雖然內異癥基因表達調控的機制尚未形成一個明確體系，但對病因的分子水平探究無疑將是一個熱點，有望從根源上為內異癥的診斷和治療提供新的方向。

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Development of Endometriosis Pathogenesis on Molecular LevelHEYa-nan，ZHANGGuang-mei.(DepartmentofGynecologyandObstetrics,theFirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China)

Abstract:Endometriosis(EMT) is a common disease in reproductive-age women,which is highly invasive,extensive and easisly recurrent,affecting the quality of life in patients critically.In recent years,the pathogenesis of endometriosis has developed into the molecular level,such as abnormal gene expression of enzyme system factors,vascular factors and stem cell factors.While the pathogenesis of EMT is still largely uncertain,a great deal of basic and clinical research are still needed.Therefore,in-depth understanding of the pathogenesis of EMT and the etiology targeted therapy are expected to become new strategies in the diagnosis and treatment.

Key words:Endometriosis; Gene expression; Molecular level; Pathogenesis

收稿日期：2015-01-27修回日期：2015-03-30編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.21.012

中圖分類號：R711.71

文獻標識碼:A

文章編號：1006-2084(2015)21-3873-04