信号通路在子宫内膜异位症发病中的作用研究进展

冯婉琴，刘敏娟，马颖

(南方医科大学珠江医院，广州510282)

子宫内膜异位症(EMs)是目前临床上育龄期妇女较为常见的妇科慢性疾病，能导致不孕、痛经及盆腔疼痛等症状，其发病率很高。EMs虽是良性疾病，但却能够像恶性肿瘤一样种植生长、侵袭和远处转移，严重影响患者生活质量[1]。目前，由于EMs的发病机制仍不明确，患者经现有手段治疗后复发率高。信号通路是

指能将细胞外的分子信号(称为配体)通过细胞膜传入细胞内并发挥效应的一系列酶促反应通路。近年有不少研究表明，EMs中存在多种细胞凋亡/存活信号通路的异常,这些通路的异常启动及其复杂的相互作用会导致异位内膜组织的异常增殖、分化、侵袭及炎症反应，进而促进异位病灶形成。因此，本文就信号通路在EMs发病机制中的作用作一综述。

1 核因子κB(NF-κB)信号通路

NF-κB信号通路在肿瘤方面的研究相对成熟,但是目前在EMs中的研究较少。Gonzalez-Ramos等[2, 3]研究表明,NF-κB在EMs的产生、进展过程中起着重要的作用。NF-κB由复杂的多肽亚单位蛋白家族组成，是一种广泛存在的、多效性的核转录因子，主要有Re1A、Re1B、c-Re1、p50/p105和p52/p100。研究发现，机体的炎症反应、免疫反应、细胞凋亡、肿瘤的形成和转移等都与该通路关系密切。

NF-κB通路在EMs发病机制的影响，可能与黏附、侵袭、血管生成相关因子的表达有关。研究表明，在EMs病灶中，NF-κB p65的DNA结合力的活性要比在位内膜高，NF-κB参与了EMs的产生及促炎症状态[4]。Kaponis等[5]研究发现，NF-κB可通过调节靶基因(如CAM-1、MMPs、VEGF等)的表达，参与增殖和抗凋亡反应、免疫和炎症反应、黏附和侵袭反应以及血管形成作用的过程，从而促进EMs的发生和发展。Wei等[6]研究发现，川陈皮素通过抑制NF-κB的活化对EMs发挥治疗作用。而Wang等[7]的研究表明,激活的NF-κB不但可以上调VEGF表达,进一步促进血管形成,降解周围基质,还对异位内膜的转移及再生起促进作用。由此可见，子宫内膜NF-κB表达上调能使子宫内膜性状发生改变，从而有助于异位内膜的黏附、种植和血管形成。

2 Shh信号通路

Hh基因家族在进化过程中高度保守，哺乳动物有3种同源形式：Shh、Ihh和Dhh。Ihh参与软骨发育,Dhh在生殖细胞发育中起关键作用；Shh在该家族中表达最广泛,在该信号通路上起主要作用。Shh信号通路的核心成员包括Shh、Ptch、Smo、Gli、Sufu等。配体Patched1与Shh受体结合，通过减轻Patched1依赖性Smo的抑制来激活Shh途径[8]。融合抑制因子(SUFU)和Gli家族锌指(Gli2、Gli3)将激活信号转导到细胞核中，以调节靶基因如Gli1和血管内皮生长因子的表达。Shh信号通路通过参与增强细胞增殖、干细胞维持和细胞分化以及促进血管生成，从而与肿瘤发生紧密相关[9]。有研究表明，Shh信号通路的异常激活在各种类型的妇科癌症中起致癌作用[10]。例如，Shh信号通路异常激活与乳腺癌和卵巢癌的晚期相关[11]，提示Shh信号通路可能促进生殖系统恶性肿瘤的进展。Heard等[12]研究发现，在EMs患者的在位子宫内膜组织中Shh、Smo、Gli1和Gli3过表达，该Shh信号通路激活的发生方式类似于在KLF9缺陷小鼠模型中发现的类似人EMs中观察到的方式。Matsumoto等[13]发现，Hh蛋白在小鼠子宫中表达，重组Shh蛋白可在体外促进小鼠子宫内膜间充质细胞的增殖；与此同时，升高的Hh信号传导表达与人滋养细胞中的阳性孕酮受体状态相关。

Shh信号通路对许多组织中的成人干细胞(ASC)的维持和增殖至关重要，而女性子宫内膜异位病变显示ASC标志物Musashi和SOX-2的表达高于分泌性子宫内膜。Heard等[12]研究发现，子宫内膜组织KLF9表达缺陷会导致异位病变的产生，且KLF9失调所导致EMs与Shh的激活相关，与EMs干细胞起源学说的新证据相符合。目前Shh信号通路在EMs发病作用方面的研究相对较少，因此对于该通路与EMS的发生、发展还需进一步深入研究。

3 Wnt/β-catenin信号通路

研究发现，Wnt基因参与调控胚胎的早期发育、成体组织的稳态维持、干细胞的自我更新以及肿瘤发生发展等多种生物学过程。Wnt/β-catenin信号通路是由β-catenin介导的信号通路，β-catenin的浓度是调节下游信号转导通路的核心因素[14]。

干细胞学说认为，导致EMs的主要原因来源于子宫内膜的干细胞。Bukowska等[15]的实验研究发现，激活Wnt信号通路可以促进子宫内膜干细胞分化。Wnt5A参与人胚胎干细胞向子宫内膜细胞分化过程，而分泌型卷曲相关蛋白(sFRP)在该过程中起抑制作用。Li等[16]的一系列实验提示，子宫内膜异位间充质干细胞(ECTO-MSC)分泌的转化生长因子β1(TGF-β1)和Wnt1能够增加核内β-catenin的水平，并进一步激活下游Axin-2基因表达，最终促进间质细胞增生、迁移、侵袭和纤维化。

在正常条件下，细胞外基质能够变成细胞转移的物理屏障，但是基质金属蛋白酶可以降解细胞外基质的某些成分，从而使肿瘤细胞发生侵袭和转移。Pazhohan等[17]研究发现，失活GSK-3b的主要部分以及抑制DKK-1表达，能够导致EMs患者在位子宫内膜中β-catenin的过度活化，进而促进EMs的发生、发展。由此可见，Wnt/β-catenin信号通路对促进EMs的发生发展具有重要影响。

4 TGF-β/Smad信号通路

TGF-β/Smad信号通路由TGF-β及其受体和受体底物Smad蛋白组成，是其发挥生物学作用的主要通路。该通路在纤维化的发生机制中起重要作用,是多种疾病发生纤维化病理过程中起关键作用的生物调节通路。有研究表明，TGF-β1的分泌以及相关基因的显著增加能够激活TGF-β/Smad通路，形成有利于异位病灶发展的腹腔微环境，进而使TGF-β能够促进纤维母细胞增生、胶原沉积和纤维蛋白形成，最后脱落的子宫内膜细胞容易黏附和聚集，进一步增加盆腔纤维化。同时，TGF-β能通过活化血管内皮生长因子(VEGF)来增加EMs病灶周围微血管的形成，出现子宫内膜细胞的种植、侵入和增殖等。异位内膜的间质细胞可能能分泌TGF-β，造成盆腔微环境免疫耐受，协同IL-6和幼稚型CD4+T细胞向Th17细胞分化，促进炎症发生造成EMs。由此可见，TGF-β/Smad 通路对EMs的发生、发展具有重要作用。

5 Notch信号通路

Notch信号通路是跨物种的高度保守的途径，存在于大多数多细胞生物中。它在细胞-细胞通讯中发挥重要作用，涉及控制胚胎和成年期间多种细胞分化过程的基因调控机制[18]。Notch信号通路由4种跨膜受体(Notch1～4)和Jagged/Delta样家族的5种跨膜配体介导。Dll-4的结合通过解整合素-金属蛋白酶(ADAM)和γ-分泌酶诱导Notch细胞内结构域(NICD)的切割，然后NICD易位到细胞核中，在那里它可激活参与血管生成调节的多个基因的转录。

血管生成对EMs患者子宫内膜异位病变的植入和生长至关重要，许多血管生成生长因子在子宫内膜异位病变和EMs患者的腹膜中表达上调。Notch信号通路途径对于血管生成的基本过程至关重要，例如动脉和静脉分化、血管成熟以及在发芽性血管生成期间对内皮尖细胞和茎细胞的选择。有研究表明，EMs病变中的发芽性血管生成受Notch信号传导控制[19]。然而，抑制Notch信号传导对病变发展没有有益的治疗效果。

雌激素促进正常和子宫内膜在位上皮细胞的迁移、侵袭，而褪黑激素和阻断Notch信号通路能够抑制17β-雌二醇诱导的迁移、侵袭，以及正常和EMs子宫内膜的上皮-间质细胞的转化。Notch信号通过诱导Snai1表达，可促进TGF-β1诱导的上皮-间充质转化(EMT)[20]。Jagged1介导的Notch信号激活可提高Snail和Slug的表达，导致各种疾病模型中E-钙黏蛋白的抑制。Numb是Notch1信号传导的抑制性调节剂，其通过促进Notch1细胞内结构域的泛素化和降解起作用。Qi等[21]发现，Notch信号通路的特异性抑制剂可抑制子宫内膜异位上皮细胞和正常子宫内膜细胞的增殖、迁移、侵袭，但正常子宫内膜细胞中EMT样表型未被抑制，表明Notch信号通路在EMs调节EMT中起关键作用。褪黑素可以抑制子宫内膜异位症上皮细胞中Notch1信号通路的活性，这反映在NICD表达的减少上，目前没有足够的证据表明Notch信号通路是褪黑激素作用的直接途径。根据目前研究推测，Notch信号通路可能是EMs的潜在治疗靶点，但其在EMs中调控雌激素和褪黑素中的作用，需进一步研究。

6 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路

PI3K/mTOR途径是影响多种细胞功能的关键细胞信号传导途径，包括细胞代谢、生长、增殖和凋亡。由于EMs患者腹膜微环境的变化，异位子宫内膜细胞耐受缺氧和缺乏营养的能力对其增殖和转移很重要。Akt在帮助细胞适应这些不利环境，并在维持增殖方面起关键作用。Leconte等[22]观察到EMs患者在位和异位内膜细胞的增殖率均明显升高, mTOR/Akt通路的激活使异位内膜细胞表型过度增殖，导致内源性氧化应激增加，而mTOR/Akt抑制剂能有效抑制异位内膜细胞的增殖。另外，激活的PI3K/Akt通路可以上调增殖细胞核抗原、抗凋亡分子、黏附相关分子、生存素、整合素β1和整合素αvβ3的表达来促进异位内膜细胞的黏附、增殖和侵袭。早期已有研究显示,EMs在位内膜间质细胞中趋化因子CCL2和CXCL8呈高表达,可以通过激活PI3K/Akt通路上调增殖细胞核抗原、抗凋亡蛋白、生存素、MMP-2、Bcl-2等的表达水平，进一步促进细胞存活、增殖和侵袭[23]。此外，在子宫内膜间质细胞中，肿瘤转移抑制因子NME1的异常低表达可以激活PI3K/Akt通路，导致IL-8和VEGF以及CD62E和CD105蛋白表达增加，生成大量血管内皮细胞。Akt促进内皮细胞一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化，进一步产生NO，从而刺激血管生成[24]。然而，EMs患者eNOS的表达和异位内膜的血管生成显着增加[25]，这可能都与PI3k/Akt/mTOR信号通路的激活有关。此外，Akt通路还可以与ERK通路结合，通过增强异位子宫内膜基质细胞的增殖及其在纤维化微环境中的活力来促进深部EMs的生长。PI3K-Akt-mTOR是研究最多的细胞膜受体信号转导通路之一，该通路多种蛋白质的磷酸化导致分子相互作用，最终导致EMs的形成。

EMs的发生、发展是一个涉及多种因素以及牵涉较广领域的复杂过程，随着分子生物学的发展和研究技术水平的提高，对于 EMs 发病的分子基础我们有了更深层次的认识，但不同的信号通路之间可以相互产生联系或者交叉影响，形成复杂的信号网络，从而影响 EMs 内膜细胞的黏附、侵袭及血管生成。此外,因为各信号通路并非是完全独立的，这增加了研究难度，使得 EMs 学说和理论众多，但其发病机制尚不明确。临床上对EMs的治疗效果不尽人意，我们需要对相关信号通路在EMs发病机制中起的影响作用进行更深入研究，从而更好、更准确地指导临床诊疗过程。