细胞因子在宫腔粘连发病机制中的作用

刘彩姣，王蔼明，赵勇

(1. 海军总医院妇产科，北京　100048；2.内蒙古民族大学临床医学院，通辽　028000)

细胞因子在宫腔粘连发病机制中的作用

刘彩姣1，2，王蔼明1*，赵勇1

(1. 海军总医院妇产科，北京100048；2.内蒙古民族大学临床医学院，通辽028000)

【摘要】宫腔粘连(IUA)是指由于子宫内膜损伤导致子宫腔部分或全部闭塞，可引起月经及妊娠异常等表现。IUA的发病机制尚不明确，近年来研究发现许多细胞因子通过直接或者间接的方式参与IUA的发生。这些细胞因子的异常表达，可导致子宫内膜纤维化，促进IUA的形成。本文对细胞因子在IUA形成中的作用进行综述，为进一步探讨IUA的发病机制及临床治疗新手段提供参考。

【关键词】宫腔粘连；细胞因子；纤维化；发病机制

(JReprodMed2016，25(6)：575-579)

宫腔粘连(IUA)是指由于子宫内膜损伤导致子宫腔部分或全部闭塞，其临床表现为月经异常、妊娠异常、胎盘异常及继发性不孕等。无临床症状者称为无症状IUA[1]。随着临床宫腔操作的增加以及宫腔镜应用技术的提高，IUA的发病率与诊断率明显升高[2-3]。IUA的发病机制尚不明确，研究发现许多细胞因子参与IUA的形成。细胞因子依靠相互间的传导通路相互作用，在受损子宫内膜的修复过程中，通过影响成纤维细胞的增殖和迁移，维持细胞外基质(ECM)的合成与降解平衡。如果细胞因子在子宫内膜异常表达，ECM合成与降解失衡，会导致ECM过多堆积，子宫内膜的再生被抑制，结缔组织取代子宫内膜组织，导致子宫内膜修复不良，纤维化形成，IUA发生。细胞因子在IUA形成过程中的作用大致分为促进纤维组织形成和影响子宫内膜修复两类。现就近年来研究发现的与IUA形成相关的细胞因子的作用综述如下。

一、促进纤维组织形成的细胞因子

1. 转化生长因子-β(TGF-β)：TGF-β激活和调控纤维化病变的发生，调节成纤维细胞的表型和功能[4]。Hu等[5]首次报告并描述了参与IUA发生的纤维化标记物的表达情况，其研究发现：与对照组相比，IUA患者子宫内膜纤维化面积增加，并且TGF-β作为纤维化标记物在IUA患者子宫内膜中高表达；在其构建的机械损伤致小鼠IUA的动物模型中亦得出相同的结论。许多学者认为TGF-β与其特异性受体结合后，可激活包括Smad、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径等多条信号传导通路，其中以TGF-β/Smad2、3信号传导通路作用最显著[6]。在TGF-β/Smad通路中，TGF-β通过与细胞膜受体结合并激活受体后，诱导Smad2、3发生磷酸化改变，再与Smad4结合形成共同复合物进入细胞核内，启动靶基因的转录[7]，从而促进纤维粘连蛋白、胶原蛋白等基质蛋白的基因转录，加速纤维粘连形成。

2. 血管内皮生长因子(VEGF)：VEGF是一个重要的促血管生成因素，具有促进内皮细胞分裂和维持血管通透性等重要作用。子宫内膜的血管再生和血液供应可能会影响子宫内膜修复，如修复受损可能会导致子宫内膜瘢痕或IUA的形成。有研究结果显示，与正常子宫内膜相比，IUA患者子宫内膜中VEGF的表达明显增加[8]。子宫内膜损伤后，受损内膜局部缺血、缺氧、炎症因素会激活编码VEGF的基因，导致VEGF高表达[9]。VEGF促进新生血管发生，增加血管通透性，血管中纤维蛋白原渗出并诱导成纤维细胞积聚，故ECM合成增加，导致子宫内膜被纤维结缔组织替代，IUA形成。

3. 结缔组织生长因子(CTGF)：CTGF具有明显的丝裂原性和趋化性，对成纤维细胞的增殖和ECM的积聚具有诱导作用，其在纤维化形成过程中的作用受到广泛关注。CTGF作为TGF-β的下游中介细胞分子之一，其表达受TGF-β特异性诱导[10]。有研究发现，IUA患者子宫内膜中CTGF高表达，且随IUA程度的加重而增高[11]。其可能机制为，当子宫内膜损伤后，缺血、缺氧及炎症等因素激活巨噬细胞，分泌TGF-β、CTGF、血小板源性生长因子(PDGF)等多种细胞因子，在TGF-β的特异性诱导下，成纤维细胞、内皮细胞等间质细胞可以合成和分泌CTGF，从而促进ECM合成，而CTGF又可以反过来趋化和刺激成纤维细胞增殖，形成叠加效应，导致ECM过度沉积，结缔组织取代子宫内膜组织，导致子宫内膜纤维化，IUA形成。

4. PDGF：PDGF在成纤维细胞的分裂和趋化过程中起着重要作用。已有大量研究证明PDGF参与纤维化疾病的发生[12-14]。有研究发现，PDGF在IUA分离术后创面渗出液中高表达，认为PDGF参与IUA形成及术后再粘连形成的过程[15]。损伤发生后，PDGF主要作用于成纤维细胞，促进磷脂酰肌醇转变成花生四烯酸，刺激前列腺素物质释放，加速炎症反应。PDGF还可促进成纤维细胞从静止期进入到细胞周期的增殖期，促进ECM的合成。同时，PDGF还可趋化多种细胞(如中性粒细胞、单核细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞)向损伤部位聚集，使ECM合成增加，导致损伤部位纤维化，子宫内膜瘢痕修复。

5. 肿瘤坏死因子(TNF-α)：TNF-α是由巨噬细胞、血管内皮细胞产生的具有免疫调节功能的细胞因子，可以趋化、活化中性粒细胞，使其释放炎性介质，诱发炎性反应；它还可发挥致纤维化作用，促进成纤维细胞增殖[16]。有研究表明，TNF-α的表达量与很多器官纤维化的严重程度呈正相关[17]。另外，TNF-α对金属蛋白酶9(MMP-9)的表达具有抑制作用[18]。其参与IUA形成的可能机制为：一方面，TNF-α在IUA患者子宫内膜中表达升高，抑制MMP-9的分泌，MMP-9低表达使ECM的合成和降解平衡失调，引起ECM大量沉积，纤维组织增加，粘连形成；另一方面，TNF-α可通过调节血管生成，促进子宫内膜间质细胞生长并分泌VEGF，使VEGF的表达升高最终导致IUA。

6. 胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)及其受体(IGF-ⅠR)：IGF是一类与胰岛素高度同源的多肽生长因子，其作为体内重要的生长因子和促有丝分裂原，是促进成纤维组织形成的主要细胞因子之一[19]。IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR在多种器官纤维化发病机制中起促进作用。有研究发现，IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR在IUA患者子宫内膜中高表达，且表达水平随着IUA的严重程度升高，提示IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR的高表达可能参与IUA的形成[20]。IGF-Ⅰ与IGF-ⅠR结合后，通过信号传导通路使细胞内某些与能量代谢有关的蛋白表达增强，细胞的磷酸化及葡萄糖转运增强，导致细胞合成代谢增强，引起ECM分泌过多，纤维化形成[21]。

7. Toll样受体4(TLR4)：TLR4通过对病原体相关分子模式(PAMPs)的识别发挥作用。TLR4是脂多糖(LPS)的天然受体，LPS是内毒素的主要成分，内毒素参与脏器和组织纤维化的形成。TLR4能够调节炎症反应，在细胞信号转导、细胞凋亡、非感染性组织损伤和组织修复过程中发挥重要作用[22]。有研究发现，TLR4在IUA患者子宫内膜中异常表达，IUA越重，其表达量越高，认为TLR4可能诱发或加重IUA[23]。TLR4通过髓样分化因子88(MYD88)依赖性信号传导通路启动核因子κB(NF-κB)的转录，产生一系列致纤维化细胞因子和炎性细胞因子，如TGF-β、VEGF、白介素2(IL-2)、IL-8等。这些细胞因子通过一系列直接或间接途径促进成纤维细胞增殖，最终导致子宫内膜纤维化，IUA形成。

二、影响子宫内膜修复的细胞因子

1. 雌激素受体(ER)：ER属于转录因子核受体超家族中的一员，能与雌激素特异性结合，形成激素-受体复合物进入细胞核后发挥生物学效应[24]。大量实验研究表明雌激素通过与其受体结合，对调节ECM平衡的分子表达起重要作用，如胶原蛋白分子、MMP等，过量雌激素可能增加损伤部位纤维化的发生。Shinkai等[25]报道雌激素能抑制MMP-9的合成，Ashcroft等[26]指出雌激素对TGF-β的表达具有上调作用。雌激素通过对相关细胞因子的调控，使纤维蛋白合成增加，引起ECM沉积，使子宫内膜修复不良，导致粘连形成[27]。临床上宫腔手术操作后，子宫内膜受到损伤，给予一定剂量外源性雌激素治疗可以有效提高ER在IUA患者子宫内膜中的表达，促进子宫内膜的修复，但外源性雌激素用药剂量仍缺乏统一标准。也有文献报道，对于育龄期女性，IUA分解术后使用雌激素或放置宫内节育器，均不能降低术后再粘连的发生率[28]。有研究发现，IUA患者子宫内膜上ER高表达，较高的ER水平可能会导致局部高雌激素环境，使相关细胞因子异常表达，促进子宫内膜纤维化发生，可能导致宫腔重度粘连或分离后再粘连的形成[29]。

2. 组织型纤溶酶原激活剂(tPA)和纤溶酶原激活剂抑制因子(PAI-1)：tPA是体内纤溶系统的生理激动剂，使细胞表面纤溶酶原转化为纤溶酶，并且在人体的凝血平衡调节中也发挥关键作用。子宫内膜损伤后，宫腔有大量纤维蛋白原渗出，同时，纤溶酶原被多种细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞等)产生的tPA激活。但IUA患者子宫内膜中tPA低表达，PAI-1高表达，使得纤溶系统活性降低，纤溶系统平衡被打破，大量的纤维蛋白沉积于宫腔表面，成纤维组织不断增殖，最终形成永久的纤维结缔组织。纤溶和凝血系统一旦失衡，还会影响子宫内膜新生血管的生成，导致子宫内膜新生血管减少，内膜对雌激素的刺激反应性降低[30]，导致IUA患者粘连分离术后子宫内膜再生困难，也为术后再粘连的形成机制提供理论依据。

3. 干扰素-γ(IFN-γ)：IFN-γ具有抑制成纤维细胞增殖和促进其分化的作用，被认为是强有力的抗纤维化细胞因子，临床前研究证实其在免疫缺陷性疾病、慢性炎症性疾病和肿瘤等方面发挥着重要作用[31-33]。IFN-γ与其受体结合，下调核因子-1的表达，使Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达受限并促进其降解，阻断或延迟成纤维细胞从静止期进入细胞周期的增殖期，从而促进成纤维细胞凋亡。此外，IFN-γ可通过JAK/STAT转导通路促使Smad7高表达，Smad7是TGF-β/Smad3信号转导通路的阻断剂，可与Smad3竞争性结合TGF-β等前纤维化因子，通过抑制Smad3的磷酸化，阻止信号由胞外向胞内转导，发挥抗纤维化作用。有研究结果表明，IFN-γ在IUA患者粘连组织及粘连旁内膜组织中的表达均低于非IUA患者的正常内膜，且其表达量与TGF-β的表达量呈相反趋势，提示IFN-γ低表达可能与IUA形成有关[34]。

4. 粒细胞集落刺激因子(G-CSF)：G-CSF是一种内源性造血生长因子，最早发现其主要来源于造血细胞中的单核巨噬细胞系，后来发现在非造血细胞(如血管内皮细胞、成纤维细胞、间皮细胞、血小板等)内也存在G-CSF及其受体的表达[35]。G-CSF不仅对白细胞的增殖分化有着良好的调控作用，对骨髓间充质干细胞(BMSC)及内皮祖细胞(EPC)也有着积极的动员作用。G-CSF动员BMSC进入外周血，分化为组织上皮细胞；G-CSF还可以动员EPC，形成新生血管，参与损伤后的血管修复，加速伤口的愈合[36]。G-CSF修复损伤组织的可能机制为：G-CSF与受体结合后，JAK-STAT和磷脂酰肌醇3激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(PI3K/AKT)等信号通路被活化，信号转导子、转录激活子和AKT等使抗凋亡蛋白表达上调，从而抑制细胞的凋亡，促进血管形成[37]。动物实验发现，G-CSF能够增强大鼠子宫内膜细胞的再生能力[38]。且有临床研究证实，将G-CSF应用于薄型子宫内膜患者，可使其子宫内膜厚度增加[39-41]。提示G-CSF可能在子宫内膜修复或内膜细胞增殖中发挥重要作用，但当内膜损伤严重，累及内膜基底层时，G-CSF不足以使内膜完全修复和增殖，IUA形成仍不可避免。

5. MMP-9和金属蛋白酶组织抑制因子-1(TIMP-1)：MMP-9可由体内多种细胞(中性粒细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞、单核细胞等)分泌，其活性中心含有锌离子和钙离子，是一类降解ECM的蛋白水解酶。MMP-9通常以酶原的形式从胞内分泌到胞外后，经过酶解过程被激活从而发挥作用。TIMP-1主要由巨噬细胞和结缔组织细胞产生，是MMP-9的内源性特异性抑制剂，通过空间位阻效应使底物不能与其活性中心结合，从而抑制MMP-9的活性。有研究发现，IUA患者子宫内膜中MMP-9表达水平低于非IUA患者，且MMP-9表达水平随IUA程度加重而降低，导致纤溶系统失衡，使得ECM大量沉积，结缔组织替代了子宫内膜组织，导致子宫内膜纤维化，粘连形成[42]。

综上所述，IUA的发生涉及大量细胞因子及因子间复杂的相互作用，虽然目前的研究取得了一些进展，但仍不能准确解释IUA的发病机制。临床上，不同患者IUA的发生率和粘连程度均不相同，其可能与相关细胞因子在个体中的不同表达状态有关。提示可以通过阻断传导通路中某一信号分子或应用相关细胞因子及其受体拮抗剂等，来阻断子宫内膜纤维化进程，达到预防和治疗IUA的目的。研究细胞因子在IUA发病机制中的作用，并对细胞因子间复杂的传导通路进行深入研究，将为今后从细胞水平防治IUA提供新思路和新方法。

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[编辑：肖晓辉]

Role of cytokines in pathogenesis of intrauterine adhesion

LIU Cai-jiao1,2，WANG Ai-ming1*，ZHAO Yong1

1.DepartmentofObstetrics&Gynecology，NavyGeneralHospital，Beijing100048 2.CollegeofClinicalMedicine，InnerMongoliaUniversityfortheNationalities，Tongliao028000

【Abstract】Intrauterine adhesion (IUA) is a consequence of trauma of endometria. It causes partial or complete obliteration in the uterine cavity，and results in menstrual disorder and pregnancy abnormality. The pathogenesis of IUA is still unclear. Recent studies found that cytokines might directly or indirectly participate in occurrence of IUA. The abnormal expression of cytokines may led to endometrial fibrosis and promote formation of IUA. The paper reviews the role of cytokines in formation of intrauterine adhesion to provide some references for exploring the pathogenesis and treatment of IUA.

【Key words】Intrauterine adhesion；Cytokines；Fibrosis；Pathogenesis

DOI：10.3969/j.issn.1004-3845.2016.06.019

【收稿日期】2015-06-26；【修回日期】2015-11-16

【基金项目】国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAI32B05)；国家自然科学基金项目(81000245；81370703)；全军后勤科研课题(CHJ12J012)

【作者简介】刘彩姣，女，天津人，在读硕士研究生，生殖内分泌专业.(* 通讯作者)