HSP47与宫腔粘连的关系及在纤维化疾病中的意义

王祥珍，马娜娜

（1.深圳市南山区妇幼保健院，广东深圳 518052；2.广东医学院，广东湛江 524000）

HSP47与宫腔粘连的关系及在纤维化疾病中的意义

王祥珍1，马娜娜2

（1.深圳市南山区妇幼保健院，广东深圳 518052；2.广东医学院，广东湛江 524000）

目的：综述HSP47在纤维化疾病中的意义，探索宫腔粘连的发病机制。方法：对HSP47在肝纤维化、肺纤维化、肾纤维化、皮肤瘢痕等纤维化疾病中的意义进行探讨，探索其与宫腔粘连的关系。结果：HSP47在纤维化疾病中高表达，与宫腔粘连的发生存在某种关系。结论：对宫腔粘连的发病机制进行探讨和展望。

热休克蛋白47；宫腔粘连；转化生长因子β1；纤维化

宫腔粘连是由宫腔手术操作或因感染、放射等原因造成子宫内膜破坏引起宫壁相互粘连而出现的一系列临床病变，又称为Asherman综合征〔1〕，它是引起人流术后月经异常的主要原因，严重威胁我国妇女的身心健康。热休克蛋白47（Heat Shock Protein，HSP 47）是一种广泛存在于原核和真核生物体内的多肽蛋白，可促进纤维蛋白的折叠、组装和表达，被称为纤维蛋白原的“分子伴侣”。近年来研究发现，在肝纤维化、肾纤维化、肺纤维化疾病甚至瘢痕、病理性疙瘩的组织中，都可以发现HSP47的高表达。下面就HSP47与宫腔粘连等纤维化疾病的关系综述如下。

1 宫腔粘连概述

宫腔粘连（Intrauterine Adhesion，IUA）是指在由各种因素引起的子宫腔内子宫内膜脱落，子宫前后壁相互粘连到一起而形成的纤维组织增生性疾病。宫腔粘连的症状因粘连程度和部位不同表现各异，如月经异常、不孕及复发性流产，甚至产后的胎盘植入、胎盘残留。1948年Asherman曾就宫腔粘连的症状、病因、发病率做过一些列报道，自此人们逐渐认识了这种疾病并称之为Asherman综合征并沿用至今。

随着性观念的开放及无痛人流技术的广泛开展，未婚先孕的女性呈增多趋势，而人流后宫腔粘连的发病率也逐年上升，宫腔粘连引起的继发不孕及复发性流产的发病率也逐年增高。宫腔粘连后子宫内膜变少，纤维结缔组织增生，宫腔变形、狭窄、体积缩小，子宫内膜供血不足，所以其引起的不孕也是体外受精-胚胎移植失败及复发性流产的主要原因。

2 宫腔粘连形成的分子生物学机制

宫腔粘连的主要病理学改变是炎症及细胞外基质纤维蛋白原的聚集。对宫腔粘连的发病机制，至今研究不清。但是我们基本可以确定，在宫腔粘连中，结缔组织生长因子（CTGF）、转化生长因子-β1（TGF-β1）、胰岛素样生长因子-I（IGF-I）、胰岛素样生长因子-I受体（IGF-IR）、血小板源性生长因子（PDGF）等促进纤维蛋白原生成的因子增多，及基质金属蛋白酶-9（MMP-9）等抑制纤维蛋白原降解的因子的减少。现在比较公认的最有作用的因子是TGF-β1，可以激活包括Smad、MAPK途径等多条信号传导通路促进纤维蛋白原的异常合成增多，同时抑制基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的生成。

2.1 Smad蛋白通路 目前国内外学者普遍认为Smad是TGF-β1导致宫腔粘连的最显著的途径。近年来对纤维化的信号通路研究显示，Smad蛋白中Smad2，3，4，7蛋白参与Smad信号转导，其中Smad3在成纤维细胞的TGF-β1信号传导过程中起重要作用。TGF-β1通过TGF-β1/Smad信号传导引起成纤维细胞增殖，胶原分泌增多，过多的胶原聚集导致子宫内膜组织纤维蛋白原沉积，最终导致宫腔纤维化，宫腔狭窄、变形。在对肝纤维化的研究中发现，TGF-β1mRNA在大鼠肝纤维化的组织中表达上调，Smad2/3及Smad7蛋白的表达均上调，且Smad2/3磷酸化的水平也明显增加〔2〕。

2.2 雌激素 TGF-β1在子宫内膜组织的表达还受雌激素的影响。对切除卵巢的兔子进行不同剂量的雌激素刺激时发现，直视下刮除内膜后2周后，发现高剂量雌激素组的兔子内膜组织的TGF-β1的量明显高于低剂量组雌激素刺激的兔子〔3〕。宫腔操作使子宫内膜严重受损后，基本丧失修复能力，此时若给予高剂量雌激素会进一步促进TGF-β1的生成，使细胞内胶原纤维蛋白原含量增加，促进组织的纤维化，这也从一个侧面揭示了宫腔粘连的成因。

2.3 TGF-βl和HSP47在纤维化疾病中表达的正相关 在对肝硬化模型的研究中，发现治疗组的TGF-β1的mRNA基因表达降低，认为TGF-βl在疾病的发生发展中起重要作用〔4〕。TGF-βl在升高的纤维化性疾病中，往往伴随HSP47的升高。在对正常组织、瘢痕组织及病理性瘢痕组织中的研究中发现，TGF-βl的mRNA的含量在病理性瘢痕组织内最高，随着纤维化程度的加重，TGF-βl的表达量与之成正比〔5〕，有报道证实TGF-βl表达范围与HSP47相似，TGF-βl表达量与HSP47呈显著正相关，提示TGF-βl与HSP47在组织纤维化过程中可能存在某种密切的内在联系。在对肺成纤维细胞进行免疫学检查时，发现TGF-β1、HSP47的表达量呈明显的正相关关系，分析TGF-β1在纤维化疾病中可能是通过使HSP47的表达增多而使细内质网内纤维蛋白原的产生过多〔6〕。哌非尼酮是治疗特发性肺纤维化的特效药，其抗纤维化的作用机理就是通过部分抑制肺成纤维细胞合成HSP47来减少胶原纤维的合成〔7〕，体外诱导的肺成纤维细胞的研究发现，高浓度的TGF-β1可以有效刺激HSP47及I型胶原纤维的合成。用TGF-β1体外刺激人类肾小球基底管状上皮细胞（HK-2）后发现，HSP47及细胞外基质纤维蛋白原的含量均显著增高，且组织型纤溶酶原激活物抑制剂（PAI-1）的表达也显著增高，进而推测HSP47刺激肾纤维化的机理是通过TGF-β1介导的ERK1/2和JNK MAPK调节通路来发挥作用的〔8〕。且还在对小鼠诱导炎症性肠炎导致的肠纤维化疾病中发现，肠粘膜细胞中TGF-β1、HSP47的表达量与炎症的程度及纤维化程度呈现明显的正相关关系，对体外诱导的小鼠的肠黏膜细胞，发现只有TGF-β1可以刺激HSP47的高表达从而使纤维蛋白的增多〔9〕。

3 HSP47分子结构及生物学功能

HSP 47是一类分子量为47 ku（1 Da=0.999 7 u）的小分子多肽蛋白，为机体受到外界不良因素的侵犯时产生的一种保护性急性应激反应蛋白，普遍存在于自然界的原核和真核细胞中。HSP47为存在于转录起始区上游的一种顺式作用元件，调控纤维蛋白原的生成，其特异性底物是纤维蛋白原。它存在于可以合成胶原纤维的内质网内，在细胞内质网内参与前胶原的装配、折叠、修饰、转运、活化及分泌等过程，被称为一种“分子伴侣”〔10〕。它不仅可以促进内质网正确合成并稳定前胶原蛋白前体的3股螺旋结构，防止肽链在体内的降解，还可以纠正错误蛋白的合成和抑制错误蛋白的分泌〔11〕。

热休克蛋白的表达主要是一种命名为热休克因子（Heat Shock Factor，HSFs）的表达。热休克基因的表达主要包括热休克因子激活、HSF与热休克元件（Heat Shock Element，HSE）的结合及HSP基因的转录3个步骤。HSF是位于转录起始区上游的一种高度重复的碱基序列，为一种顺式作用元件，正常情况下HSFs与泛素结合呈泛素化的形式存在。当应激时，被激活，发生磷酸化为三聚体形式，启动转录。随着体内大量酶的降解，当机体从损伤中逐渐修复完成的时候，泛素的合成增多，HSFs与蛋白解离，与泛素结合，以无活性的单聚体形式存在。所以正常情况下机体内也有少量的热休克蛋白的存在，但不参与转录和调节。

4 HSP47在各种纤维化疾病中的表达意义

近年的研究发现，在组织纤维化疾病比如肝纤维化、肾纤维化及皮肤瘢痕中，不管对模拟动物实验还是人体组织的临床研究，都发现纤维化性疾病中的异常组织内纤维蛋白含量明显增多，病理切片还可以观察到染色的纤维蛋白原在细胞外基质的异常沉积。而运用免疫学方法，都可以观察到在纤维性疾病的异常组织中，HSP47、mRNA的含量较正常对照组织含量明显增高，这些都证实组织纤维化与HSP47密切相关。

4.1 肾纤维化疾病 大量的研究表明，慢性肾脏疾病的纤维化主要与肾脏纤维蛋白的合成增多及降解纤维蛋白原的能力减弱有关，这种变化导致纤维蛋白在细胞外基质中沉积，从而形成纤维化。肾小球的纤维母细胞及上皮细胞是肾脏中产生胶原纤维的主要细胞。在毒蛇毒素诱导动物肾小球的损伤模型中发现，诱导损伤后的14 d至21 d是HSP47、TGF-β1及4型胶原纤维表达的高峰，而细胞外基质的沉积恰好是在21 d左右开始的。可以据此推断，细胞外基质的沉积与HSP47的高表达有着密切的关系〔12〕。有研究发现，HSP的抑制剂可以通过抑制mad蛋白的表达从而减少II型胶原纤维的表达，减轻肾纤维化的程度〔13〕。

4.2 肝纤维化疾病 肝纤维化主要病理生理反应为炎症反应的刺激和肝脏细胞外基质内过量的胶原蛋白沉积。四氯化碳诱导的小鼠肝脏内发现，肝星状细胞HSP47的转录增加与Ⅰ型胶原纤维呈现明显的正相关。肝星状细胞是肝脏产生纤维蛋白的主要细胞。肝纤维化发生时，Park发现HSP47的高表达及转录调节水平的热休克因子的高表达。而HSP47基因低表达后，肝组织内纤维蛋白原的含量明显降低，表明HSP47在肝纤维化疾病中发挥了重要的作用，HSP47介导了肝纤维化的形成〔14〕。当肝脏发生慢性的感染等一系列因素的影响下，受损伤肝细胞和胆管的上皮细胞可以通过一系列的作用激活HSP47，然后进一步激活TGF-β1，使Smad的表达增加，纤维蛋白原在局部沉积。而HSP47拮抗剂可通过使NF-KB等相关蛋白的低表达，诱导肝星状细胞凋亡，抑制纤维蛋白的产生，从而为肝纤维化的治疗提供一个新的方法〔15〕。

4.3 肺纤维化 肺部纤维化疾病是指各种物理因素长期刺激肺部所产生的肺部组织的纤维化性疾病，成纤维细胞过度增殖，周围纤维组织沉积及肺间质纤维化。在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中，用免疫组化的方法证实了肺纤维化模型组小鼠的肺组织的HSP47及表达量显著高于非纤维化模型组，而采用N-乙酰半胱氨酸处理肺纤维化模型，HSP47及I型胶原纤维及羟脯氨酸的含量均平行降低，HSP47的含量与胶原纤维的含量正（负）相关〔16〕。肺纤维化组织中HSP47与TGF-β1表达均升高，他们通过信号转导共同激动Smad，诱导胶原纤维的产生，促进肺组织的纤维化。对特发性肺纤维化急性加重的病例的研究中发现，急性加重期其血清内HSP47的含量表达增高〔17〕。

4.4 皮肤瘢痕 瘢痕组织是皮肤创伤后引起的以胶原纤维局部过度沉积为主的皮肤外观形态和组织病理学改变，病理学显示瘢痕组织中在真皮层中出现胶原纤维的沉积。在建立的裸鼠病理性瘢痕模型的研究中，在造模16 d后，实验组局部注射HSP47基因沉默重组质粒，对照组注入PBS做正常对照，7 d后发现HSP47基因沉默的裸鼠的瘢痕组织内胶原纤维的含量明显较低，据此我们推测，HSP47参与了纤维蛋白原的生成，降低组织内HSP47的量可以降低纤维蛋白原的含量，减少瘢痕组织的形成〔18〕。在小鼠的瘢痕模型中，对腺病毒介导的HSP特异性干扰剂siRNA的研究发现，siRNA可以从基因水平和蛋白水平抑制瘢痕组织中HSP47的表达，使HSP47的表达量减少，I型胶原纤维蛋白在组织中的含量减少，从而达到减少瘢痕的目的〔19〕。

4.5 其他纤维化疾病 在心肌缺血损伤后的心肌组织内，在退行性病变的中枢神经系统内，在肠道炎性疾病导致的纤维化疾病的肠黏膜中，甚至在牙龈纤维化疾病中，都可检测到HSP47的高表达〔20〕。

宫腔粘连是人工流产术后月经异常和继发性不孕的首要原因，严重威胁着妇女的生活质量，威胁着家庭的幸福和稳定。而目前对宫腔粘连的发病机理仍然不清，临床一般是在宫腔粘连形成后才开始着手治疗，患者不仅要承受巨大的手术风险，还有承受手术带来的痛苦。HSP47在几乎所有的纤维化疾病中高表达，可促进纤维化的形成，研究中发现对基因敲除HSP47的小鼠，基本不表达胶原纤维。我们有理由相信在宫腔粘连的发病中，HSP47的含量可能是增高的，从而为探索宫腔粘连的发病机制提供一个新的方向和思路，从源头上阻断宫腔粘连的形成，提高妇女的生活质量。

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（责任编辑 董 杰）

The Relationship between HSP47 and Intrauterine Adhesions and Its Significance in Fibrosis Diseases

WANG Xiangzhen1，MA Nana2
（1.Nanshan Maternity&Child Healthcare Hospital of Shenzhen，Shenzhen，Guangdong 518052，China；2.Guangdong Medical College，Zhanjiang，Guangdong 524000，China）

Objective：To review the significance of HSP47 in fibrosis disease and explore the pathogenesis of intrauterine adhesions.Methods：The significance of HSP47 in fibrosis diseases such as liver fibrosis，pulmonary fibrosis，renal fibrosis and skin scar was discussed，and the relationship between HSP47 and intrauterine adhesions was explored.Results：HSP47 was high expression in fibrosis disease，and there was relationship between HSP47 and intrauterine adhesions.Conclusion：The relationship between HSP47 and intrauterine adhesion are discussed.

HSP47；intrauterine adhesions；TGF-β1；fibrosis

R771.74

A

1672-2345（2014）04-0059-04

10.3969/j.issn.1672-2345.2014.04.019

2013-12-17

2014-01-07

王祥珍，主任医师，主要从事妇科肿瘤的相关性研究.