上皮-间质转化在子宫腺肌病中作用的研究进展

汪沙，段华，郑德璇

子宫腺肌病（adenomyosis，ADS）是子宫内膜腺体及间质侵入子宫肌层导致的以子宫局灶或弥漫性增大为主要改变的良性疾病。近年来其发病年龄呈年轻化趋势，且发病率明显上升，主要临床症状为逐年加剧的进行性痛经、经量增多、经期延长和不孕等，严重危害育龄女性身心健康。ADS的具体发病机制尚不清楚，目前多数研究者认为ADS是子宫内膜基底层细胞增生、侵入到肌层间质的结果，而关于引起子宫内膜基底层细胞侵入肌层的因素尚不清楚，有研究提示此过程与上皮-间质转化（epithelialmesenchymal transition，EMT）关系密切。因此，现就EMT在ADS中的作用机制进行综述。

1 EMT概述

1.1 上皮细胞和间质细胞特征 正常子宫内膜组织中的细胞主要是上皮细胞。上皮细胞具有极性，细胞的游离面分化特殊结构与其功能相适应，基底面包括基膜和质膜内褶，基膜对上皮细胞有支持、连接和固着作用，并对细胞的增殖和分化有重要意义，其主要化学成分是糖蛋白，如层黏连蛋白、Ⅳ型胶原蛋白等。上皮细胞的特征是细胞与细胞之间存在相对紧密的连接，对维持组织结构完整性和协调细胞功能有重要意义；并且其与附着基底膜之间有着很强的极性。而间质细胞是间质及结缔组织的主要组成成分，结构松散，细胞相对没有极性，移动性较高。这两类细胞结构上的差异同样在各自特性基因和蛋白表达上有所反映。

1.2 EMT概念 EMT是指在生理及病理情况下发生细胞上皮间质转变，同时伴随细胞形态与相关基因表达的改变。EMT在胚胎形成以及组织器官发育中起着至关重要的作用，同时也参与器官纤维化和肿瘤的形成[1]。EMT以上皮细胞极性的丧失及间质特性的获得为重要特征，同时EMT使细胞在多个方面均发生改变。

形态学方面，上皮细胞形态由椭圆形转变为长梭形（呈成纤维细胞样形态）；细胞黏附分子表达减少，细胞间连接解体，细胞分散；以细胞角蛋白为主的细胞骨架转变为以波形蛋白（Vimentin）为主。

分子学方面，间质标志物Vimentin、纤维连接蛋白（fibronectin，FN）表达增加，上皮标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）表达减少，相关转录因子（ZEB1、Snail、Slug、Twist等）上调。细胞间黏附相关因子E-cadherin主要分布在上皮细胞，与维持上皮细胞形态、细胞极性及组织结构完整性密切相关，E-cadherin表达减少是EMT过程的重要标志[2]。间质细胞特征性功能分子在一般上皮细胞不表达或表达非常低，而在EMT过程中重新表达或高水平表达。转录因子则通过与E-cadherin基因启动子区序列结合，抑制E-cadherin的表达并保持间质表型[3]。

生物学功能方面，上皮细胞的迁移、侵袭能力增强。N-cadherin是间质细胞来源的骨架蛋白之一，分布于神经外胚层和中胚层，在正常上皮细胞中基本不表达或表达较低，其主要功能是介导成纤维细胞的动态黏附，有助于间质细胞移动，在肿瘤细胞发生EMT后其表达上调。Vimentin也是细胞骨架蛋白之一，特异性地分布于间质细胞，Vimentin表达异常增多导致细胞骨架蛋白构成发生变化，使得上皮源性细胞具有成纤维细胞样特征，更易于迁移游动。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）可以降解细胞外基质，在EMT过程中表达增加，与细胞侵袭、转移密切相关。大量研究发现，EMT的发生过程与多种信号通路和生长因子有关，如Wnt信号通路、转化生长因子 β（TGF-β）、肝细胞生长因子（HGF）等，可以引起细胞增殖侵袭、诱导EMT发生[4]。Wnt信号通路与TGF-β/Smad信号通路可以相互作用，上调EMT诱导因子Snail和Twist表达，使E-cadherin表达下调，同时激活β-catenin/T细胞因子（TCF）/淋巴样增强因子（LEF）复合物，间接引起Vimentin等间质标志物表达上调，共同调节EMT的发生过程[5]。

1.3 EMT分类 根据生物学特征不同，EMT分为3种类型[6]：Ⅰ型EMT与胚胎发育相关；Ⅱ型EMT与成熟组织修复相关，伴随伤口愈合、组织再生和器官纤维化，当损伤和炎症持续时，Ⅱ型EMT所生成的纤维母细胞聚集并引起进行性纤维化，最终导致器官损伤；Ⅲ型EMT涉及肿瘤发展演变，可使肿瘤细胞形态和黏附性发生改变，是肿瘤浸润、转移的重要机制。已证实EMT不仅能够促进许多实体肿瘤的侵袭和转移，如膀胱癌、原发性肝癌、结肠癌和卵巢癌等，而且在肾、肝、肺等器官的纤维化疾病进展中也起着重要作用[7]。

2 EMT在ADS中的作用

ADS是妇科常见疾病之一，病理可见子宫内膜腺体和间质存在于子宫肌层，并存在周期性增生和剥脱出血。ADS是一种良性疾病，但其表现出与肿瘤转移类似的特性。ADS子宫内膜基底层与其病灶具有相似性，表明疾病发展可能与子宫内膜侵入子宫肌层有关，而引起内膜基底层细胞侵入肌层的因素尚不清楚。研究认为子宫内膜浸润现象可能发生于损伤的子宫肌层或子宫内膜-子宫肌层交界区，子宫内膜浸润组织内聚力减弱的薄弱平滑肌纤维束，导致子宫内膜异位移植和植入，同时伴有基因改变和相关通路的失调[8]。ADS子宫内膜特性的改变与EMT过程密切相关，包括细胞外基质降解、细胞运动、细胞黏附和血管生成等因素[9]，提示EMT可能参与ADS的发生和发展。

2.1 细胞形态改变 研究表明，正常子宫内膜上皮细胞具有规则且较大的细胞核，并且细胞和细胞之间排列规整和连续，而ADS子宫内膜上皮细胞间的排列中断[10]。ADS上皮细胞由椭圆形转变为长梭形，呈成纤维细胞样形态，细胞间连接解体，细胞分散；细胞骨架转变为以波形蛋白为主。同时在子宫内膜-肌层交界区存在E-cadherin阴性的腺上皮细胞，缺乏桥粒结构，表现出流动性特征[11]。雌激素可以通过黏着斑激酶调节子宫内膜细胞骨架的重塑和运动[12]。TGF-β和血管内皮生长因子（VEGF）等因子可与子宫内膜腺上皮细胞表面的相应受体结合，通过不同的信号转导通路影响细胞黏附分子表达和细胞骨架功能，破坏细胞间连接[12]。ADS异位内膜和在位内膜膜联蛋白 A2（annexin A2，ANXA2）的表达均高于正常内膜，激活下游Rho/ROCK通路，诱导张力纤维形成，调节细胞骨架肌动蛋白，调控细胞骨架重排，在调节细胞极性和细胞迁徙中具有重要作用[13]。总之，子宫内膜上皮细胞形态的改变使细胞间接触不稳定，形成更易迁移和侵入的间质表型。

2.2 分子表达改变 EMT过程中，上皮黏附相关分子（如E-cadherin）表达下调，间质来源相关分子（如N-cadherin、FN、Vimentin）表达上调，而且诱导 EMT的细胞因子和转录因子如Snail、Slug、Twist等表达也显著增加。EMT是多因素共同作用的复杂过程，受多种因子及多条通路的调控[4]。

Oh等[14]报道β-catenin作为参与细胞分化和维持组织结构稳定性的重要分子，在ADS异位病灶和在位内膜中的表达水平均高于正常内膜，β-catenin通过激活Wnt/β-catenin信号通路，导致EMT标志物如E-cadherin表达降低，而E-cadherin转录抑制因子Snail和锌指蛋白1（ZEB1）表达升高，促进ADS的发生和发展。Qi等[15]研究发现，ADS异位内膜中Notch信号通路的负性调控因子Numb表达水平明显低于正常内膜，同时 Notch1、Snail、Slug、Twist和N-cadherin表达增加，表明Numb的异常负调控可能涉及ADS的发生和发展。Twist作为凋亡抑制蛋白参与EMT过程，促进细胞迁移、侵袭、抗凋亡等，Twist可通过抑制E-cadherin表达和诱导N-cadherin表达来调节EMT过程。N-cadherin在ADS中上调，也能够刺激Snail和Slug上调[11]。HGF在ADS中过表达可下调E-cadherin表达，上调N-cadherin、Slug和Snail表达，从而促进EMT的进展[16]。局部黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）在 ADS异位病灶和在位内膜的表达均高于正常内膜，且FAK与E-cadherin表达呈负相关，两者可能共同参与ADS的发生、发展过程[12]。FAK作为局部黏着斑成分并将整合素连接到肌动蛋白细胞骨架，由磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）依赖性的生长因子启动[12]，激活蛋白激酶B（AKT）信号通路，增加Snail表达，进而导致E-cadherin下调[17]，诱导子宫内膜向肌层侵袭和转移。

ADS同时受雌激素水平影响，病灶局部雌激素水平与E-cadherin的表达相关[3]。研究证明，ANXA2作为雌激素的下游靶标，ADS病灶组织中ANXA2上调和E-cadherin的下调与ADS在位内膜细胞中Vimentin和Slug的异常表达有关[18]。ADS也被认为是炎症性疾病，其特征在于促炎细胞因子和趋化因子的表达增加。单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）是一种特异性诱导单核吞噬细胞趋化和活化的β趋化因子，其在ADS子宫内膜上皮细胞中高表达。有研究发现，弥漫性和局灶性ADS患者子宫内膜功能层的巨噬细胞数量增加[19]。巨噬细胞是免疫系统的重要组成部分，也与EMT的发展密切相关。Ding等[20]研究证明，巨噬细胞耗竭可显著降低ADS病灶内膜中EMT 相关标志物 [包括 CD41、VEGF、CD31、TGF-β、α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和胶原蛋白Ⅰ]的表达水平。研究表明，巨噬细胞聚集在ADS病灶，并紧密围绕在发生EMT的腺上皮细胞周围，ADS在位内膜的上皮细胞与巨噬细胞共培养可成功诱导EMT过程[21]。提示ADS病变中巨噬细胞的聚集与EMT有关。

关于多种相关分子在ADS病灶处异常聚集的机制尚不明确，有学者认为可能通过旁分泌作用。在血小板活化之后，许多参与血管生成、细胞增殖和支配神经的重要蛋白质和生物活性分子被释放并沉积在ADS病灶及其周围子宫肌层内，导致血管生成增加，促进EMT的发展[22]。

因此，ADS的EMT过程主要包括子宫内膜细胞失去上皮黏附特性、间质来源蛋白表达增加、肌动蛋白重排进一步可能通过瓦解基底膜而增强细胞迁移和侵袭性。

2.3 生物学功能改变 ADS是子宫内膜细胞侵袭性增强的结果，由于在子宫内膜和子宫肌层之间没有基底膜，组织应激损伤和（或）局部组织炎症引发EMT过程。随着ADS持续的过度活动和慢性损伤，内膜细胞持续增殖和慢性炎症进一步延缓了愈合过程，并导致病灶数目增加[11]。

ADS在位和异位子宫内膜中MMP和VEGF的表达水平显著高于正常子宫内膜，VEGF与MMP表达呈正相关。提示MMP-2、MMP-9和VEGF在子宫内膜组织侵入子宫肌层和ADS血管生成中发挥一定作用[23]。子宫内膜的侵袭性增强导致细胞外基质降解和重建是ADS发病的关键环节，这个过程主要依靠MMP。MMP-2的高表达使蛋白水解酶活性增强，影响细胞外基质的合成，子宫内膜腺上皮和间质细胞侵入肌层、异位种植并形成病灶的能力增强，并促使子宫平滑肌细胞过度增生[23]。ADS组织中MMP等分子的表达上调可能与子宫内膜对异位子宫内膜细胞侵袭的反应有关。有证据表明，肌肉生长抑制素（myostatin）和激活素A（activin A）可作为配体与TGF-β结合，抑制肌肉生长并促进疾病状态下的肌肉蛋白质损失，进一步刺激肌蛋白分解代谢。myostatin和activin A与肌肉细胞表面受体的结合导致肌肉蛋白水解[18]。Khan等[16]研究发现，ADS子宫内膜-肌层交界处的HGF水平增加，HGF高表达的子宫内膜上皮细胞迁移能力也增加。同时，ADS患者在位内膜中小窝蛋白1（caveolin-1，CAV1）的表达显著下调，使内膜细胞表现出更强的转移能力[24]。

2.4 纤维化形成 纤维化是许多疾病的共同病理过程，其形成可以大概分为3个过程：①受损的上皮细胞释放细胞因子，引起炎症细胞在受损部位的聚集；②聚集的炎症细胞分泌细胞因子，引起上皮细胞的损害，诱导成纤维细胞增生和间质相关蛋白产生；③炎症减退，受损器官纤维化。纤维化的特征表现为细胞外基质的聚集。对于慢性脏器纤维化疾病，EMT从两个方面参与纤维化过程，EMT不仅能促进分泌细胞外基质的成纤维细胞或肌成纤维细胞增殖，并且导致上皮细胞大量流失，加剧纤维化组织的实质结构破坏[25]。

目前已有研究表明，在ADS中存在纤维化的过程。相关病理研究认为，ADS病灶处子宫内膜周期性反复出血、增生，对临近组织产生长期的损伤作用。在反复的局部损伤作用下，纤维化的相关因子被激活，细胞外基质过度生成和异常沉积常常会发生纤维化。在ADS发展过程中，TGF-β1/Smad3信号通路驱动EMT以及成纤维细胞-肌成纤维细胞转化（fibroblast-myofibroblast transformation，FMT），最终导致纤维化程度加重[26]。最近研究发现活化的血小板在子宫内膜异位上皮细胞和基质细胞中诱导TGF-β1/Smad3信号通路的活化，导致EMT和FMT，增加细胞迁移和侵袭倾向，并增加细胞收缩性和胶原蛋白的生成，最终导致纤维化[22，27]。

3 结语与展望

ADS子宫内膜存在侵入子宫肌层的生物学行为，EMT赋予细胞迁移、侵袭的能力，因此认为EMT可能是ADS的发病机制之一。EMT通过改变ADS子宫内膜上皮细胞形态、相关生物分子表达及细胞生物学功能，进而参与ADS发生和发展，最终导致ADS纤维化。目前ADS病因复杂，仍然需要进一步研究更深入地了解其发病机制，以便早期诊断、早期干预，制定个体化的治疗策略。