miRNAs 在子宫内膜异位症发生发展中的作用研究进展

杨绍艳，伍 路，张素仙

（昆明医科大学第二附属医院妇科，云南昆明 650101）

子宫内膜异位症（endometriosis，EMs），简称内异症，是指具有活性的子宫内膜出现在子宫体以外的部位生长并引起相应临床症状的妇科常见疾病，其特点是子宫体外的功能性内膜样组织的存在和生长，异位内膜常累及卵巢、宫骶韧带、盆腔脏器腹膜及阴道直肠隔等部位，也可累及肺等罕见部位[1]，临床常见症状为痛经、慢性盆腔痛、月经异常、不孕等，治疗棘手，且治疗后极易复发，严重影响妇女的身心健康。EMs 好发于育龄期女性，且发病率呈逐年上升的趋势，流行病学统计发现子宫内膜异位症可能影响1/10 的妇女。子宫内膜异位症是激素依赖性疾病，发病机制较为复杂，目前以经血逆流学说为主导，内分泌、炎症免疫、遗传、侵袭黏附和血管生成等多种因素共同参与其中，但确切病因尚不明确[2]。EMs 越早发现治疗效果越好，但临床上对EMs 的诊断平均延迟6～9 a，从而导致慢性盆腔痛、不孕症等的发生率增加[3]。

微小非编码基因（microRNA）是一类由15～22 个核苷酸组成的非编码RNA，可以绑定到目标mRNA 3' 未翻译区（3'UTR），调节基因的表达，在转录后基因沉默中发挥重要作用，从而诱导转化抑制相关蛋白质编码基因的信使RNA（mRNA）降解，并调节各种细胞活动，例如细胞的分化、增殖，凋亡、粘附、迁移、侵袭性，调控炎症信号或雌激素、黄体酮信号的传导。最近的研究表明，miRNAs 及其靶向的mRNA 在女性子宫内膜异位症和其他生殖系统疾病中有差异表达，作用于子宫内膜异位症的发生发展。本文综述了近年来关于miRNAs 在子宫内膜异位症中的所起作用，以及作为子宫内膜异位症生物标志物和治疗靶点的特异性的相关研究进展。

1 microRNA 与子宫内膜异位症发生发展的关系

目前相关研究发现有上千个人类miRNAs 在子宫内膜异位症患者与对照样本有差异表达。有些在子宫内膜异位症患者中表达增加，有些表达减少，所起到的作用是一个复杂的网络。近10 余年来研究发现100 种以上的miRNA 可能和内异症有关[4-5]，子宫内膜异位症也被认为是慢性炎性疾病，在临床上子宫内膜异位症可引起盆腹腔较严重的粘连，可引起深部子宫内膜异位症（deep infiltrating endometriosis，DIE），甚至可能穿破直肠、膀胱等邻近器官，EMs 有恶性肿瘤的侵袭性等特征，IL-4、IL-10、TGF-β 等抗炎因子可影响子宫内膜异位症的进展，如侵袭，血管生成，免疫逃逸等过程[6]。研究发现MiRNAs 通过相关炎性因子，细胞因子似乎参与了子宫内膜异位症患者的腹膜改变[7]。在子宫内膜异位症患者血清中，miRNA 125b 水平与TNF-α、IL-1β、IL-6 呈正相关，而miRNA Let-7b 水平与TNF -α 呈负相关。转染实验显示，使用miRNA 125b 模拟物或Let-7b 抑制剂转染巨噬细胞后，TNF -α、IL-1β、IL-6 和IL-8 显著上调。子宫内膜异位症患者中产生的miRNAs 可通过调节巨噬细胞相关细胞因子的产生，从而导致炎症，影响子宫内膜异位症的发生发展[8]。miR138 在子宫内膜异位病灶表达增加，可能通过VEGF/NFkappaB 信号通路增加细胞凋亡和炎症的发生促进子宫内膜异位症的发生[9]。miR-2861 在子宫内膜异位组织中显著下调，过表达miR-2861 可明显抑制异位子宫内膜细胞增殖和诱导细胞凋亡。miR-2861 的下调可能通过上调STAT3 和MMP2 来促进子宫内膜异位细胞的增殖和抑制细胞凋亡进而可能促进子宫内膜异位病灶的形成[10]。miRNA 还可以调控血管的生成，在该疾病的动物模型中，抗血管生成药物已被证明可以抑制子宫内膜异位症组织的生长，减少子宫内膜异位症病变的数量和体积[11]。基质金属蛋白酶（MMP-3和MMP-9 等）也被反复报道为子宫内膜异位症相关miRNA 的靶点，而组织金属蛋白酶抑制剂（tissue metal protease inhibitor，TIMP）也被miRNA调控，这些蛋白水解酶降解细胞外基质，能促进组织重建和入侵子宫内膜细胞进入腹膜组织[12]。

子宫内膜异位症是激素依赖性疾病，存在孕激素抵抗，相关研究发现miRNA 还和子宫内膜异位病灶的孕激素抵抗有关，孕激素抵抗与子宫内膜异位症病灶细胞下调细胞周期调节因子失败，细胞增殖的增加及子宫内膜的促炎状态的发生有关[13]。子宫内膜异位症的孕激素抵抗同时还是子宫内膜异位症的育龄期妇女子宫内膜容受性降低和着床失败的一个关键因素。miRNAs 表达的改变在子宫内膜异位性不孕的病理生理学中起重要作用，研究发现miR-194-3p 模拟物转染ESCs 可以抑制孕激素受体蛋白水平，而miR-194-3p 抑制则可以上调孕激素受体蛋白水平，分析预测miR-194-3p 可直接调控PR 表达，推测miR-194-3p 有助于子宫内膜异位症中的黄体酮抵抗，从而通过抑制在位子宫内膜中孕激素受体和蜕膜化水平来阻碍生育[14]。表明研究miRNA 在子宫内膜异位症中的作用还可能有助于相关不孕症的诊治。

上皮间质转化 （epithelial-mesenchymal transition，EMT）通过促进细胞的迁移和侵袭能力在子宫内膜异位症的发病机制中起重要作用。子宫内膜异位症病变，尤其是DIE 中ZEB1 的增加提示部分EMT 在子宫内膜异位症病变的发展中起作用，可能与侵袭能力或干细胞特性的获得有关[15]。miR449b 在子宫内膜异位症患者异位和异位子宫内膜中均显著下调。miR449b 表达上调可以抑制子宫内膜基质细胞的增殖及人类脐静脉内皮细胞形成管状结构。提示miR449b3p 的异常表达可能参与了子宫内膜异位症的发生发展[16]。miR-363 在子宫内膜异位组织中下调，miR-363 过表达抑制了子宫内膜基质细胞（ESCs）的侵袭能力。研究发现ESCs miR-363 模拟细胞组有249 个基因上调，139 个基因下调。这些靶基因主要参与细胞迁移、细胞粘附和侵袭、增殖、凋亡、子宫内膜细胞改变等相关信号通路，miR-363 模拟物上调miR-363 可抑制子宫内膜基质细胞的侵袭能力[17]。另有研究发现在健康对照组、子宫内膜异位症和子宫内膜异位卵巢癌患者的组织样本中，与健康对照组相比，子宫内膜异位症和子宫内膜异位卵巢癌患者的组织样本中，miR148a 的表达较低。miR 模拟物过表达miR148a 可明显降低细胞增殖，促进细胞凋亡，miR 抑制剂下调miR148a 可显著提高细胞活力，抑制细胞凋亡，提示miR148a 下调可能通过相关信号通路介导卵巢子宫内膜异位症的发展[18]。另有研究发现5 种上皮细胞特异性的miRNA——miR-34c、miR-449a、miR-200a、miR-200b 和miR-141——在腹膜子宫内膜异位病变中表达明显高于正常的腹膜组织，miR-200 家族靶基因E 钙粘蛋白（E-cadherin）在子宫内膜异位症病变中的表达水平明显高于正常组织[19]。另miR-183 在异位子宫内膜和异位子宫内膜组织中表达下调，miR-183 对子宫内膜基质细胞（endometrial stromal cell，ESC）凋亡有促进作用，对细胞侵袭能力有负调控作用，卵巢类固醇（17-雌二醇和黄体酮）和相关炎症因子（TNF-α、IL-6）降低了ESCs 中miR-183 的表达。这一调控功能可能通过改变miR-183 的表达进一步影响了ESCs 的生长和侵袭潜能。表明miR-183 表达的下调参与了子宫内膜异位症的发展和进展[20]。另有研究发现miR-183 表达下调可诱导子宫内膜基质细胞侵袭性增加和抑制细胞凋亡，miR-183 可能通过调节子宫内膜基质细胞参与子宫内膜异位症的发展[21]。异位子宫内膜组织中MiR-33b 表达下调。转染miR-33b inhibitor可促进子宫内膜增殖，降低Caspase 3 活性，增加VEGF 和MMP-9 mRNA 或蛋白表达。MiR-33b 模拟能抑制子宫内膜增殖，升高Caspase 3 活性，降低VEGF 或MMP-9 表达，MiR-33b 可以介导细胞凋亡，改变VEGF 和MMP-9 的表达，影响子宫内膜细胞的增殖和凋亡，从而参与子宫内膜异位症的形成[22]。

研究发现与对照组相比，卵巢子宫内膜异位症患者的miR-20a 表达水平明显升高。进一步分层分析显示，miR-20a 表达水平升高仅与晚期子宫内膜异位症（III-IV 期）有关，与轻度子宫内膜异位症（I-II 期）无关。细胞周期被认为是miR-20a介导的子宫内膜异位症发病机制中最相关的通路之一，卵巢子宫内膜异位症患者靶基因NTN4（Netrin-4）表达水平明显降低。研究提示，miR-20a 表达水平升高可能通过抑制NTN4 在卵巢子宫内膜异位症的发病机制中发挥重要作用[23]。micrRNA-221 在异位子宫内膜组织和异位子宫内膜间质细胞中表达上调。抑制miR-221-3p 的功能可能导致子宫内膜间质细胞中PTEN 表达增加，细胞增殖减少[24]，这或许可作为内异症诊治靶点之一。

miR-191 在子宫内膜异位症和子宫内膜异位症相关卵巢癌患者中的表达显著升高。过表达miR-191 显著增加细胞增殖和侵袭，研究发现TIMP3 的表达与miR-191 的表达呈负相关。miR-191 可直接调控TIMP3 的表达，从而影响细胞增殖率和侵袭能力。miR-191-TIMP3 轴可能在子宫内膜异位症向子宫内膜异位症相关卵巢癌的恶性转化中起关键作用[25]。另有研究发现miR-191在子宫内膜异位症和子宫内膜样癌中的表达显著增高。miR-191 可以直接靶向DAPK1 并调控其表达。在功能上，发现DAPK1 可以促进TNF-α 诱导的细胞死亡。miR-191 可抑制DAPK1 减弱其对TNF-α 诱导的细胞死亡的反应，miR-191-DAPK1轴可能在调节卵巢子宫内膜异位症和子宫内膜样癌细胞对死亡诱导物的反应中发挥重要作用，并可能参与子宫内膜异位症的恶性转化[26]。子宫内膜异位症的miR-451 的表达下降，miR-451 的显著下调都会增加多种靶基因的表达。其中一个靶基因YWHAZ 的表达增加，增加了细胞的增殖，可能导致了内异症疾病的病理生理学改变[27]。异位子宫内膜具有粘附、增殖和浸润细胞外基质的能力。子宫内膜异位症是一种多因素、多基因的疾病，可能涉及血管生成和蛋白水解，Mirna 通过对基因表达的转录后调节，在血管生成和纤维蛋白溶解等一系列细胞过程中发挥重要的调节作用，从而在子宫内膜异位症的发生发展中发挥重要中作用[28]。miRNA 水平的差异可以调节VEGFA、EGFR2、PTEN 和CXCR4 的表达，与子宫内膜异位症病变中观察到的血管生成的变化有关，异位子宫内膜较高的血管生成和蛋白水解活性可能有助于子宫内膜细胞在异位位置的移植。miRNA 可能通过影响子宫内膜异位症局部血管的生成在子宫内膜异位症的发病机制中发挥重要作用[29]。miR-15a-5p的上调通过靶向VEGFA 的3’UTR 区域来抑制子宫内膜异位干细胞的增殖、迁移和侵袭。而在子宫内膜异位症患者中miR-15a-5p 明显下调，miR-15a-5p 可能作用于子宫内膜异位症的增殖、运动和血管生成等途径作用于子宫内膜异位症的发展[30]。子宫内膜异位症患者miR34a5p 明显下调。miR34a5p 过表达的子宫内膜来源的干细胞（hEnSCs）中VEGFA 表达水平明显低于阴性对照。此外，miR34a5p 的上调通过靶向VEGFA 的3’UTR 抑制EnSCs 的增殖。miR34a5p 下调可能作用于子宫内膜异位症血管生成及细胞生长促进子宫内膜异位症的发展[31]。研究还发现子宫内膜异位症患者的miR-199a-5p 显著下调。miR-199a-5p 的上调通过靶向VEGFA 的3’UTR 区域来抑制这些异位干细胞的细胞增殖、运动和血管生成。在子宫内膜异位症动物模型中，发现miR-199a-5p 上调可以在体内减小子宫内膜异位症病变的大小[32]。

2 microRNA 在子宫内膜异位症早期非侵入性诊断的价值

子宫内膜异位症缺乏特异的非侵入性诊断方法，很多疾病如肿瘤、炎症、心血管、代谢和生殖障碍等疾病中一些特异的表达变化是有特异性的，但子宫内膜异位症诊断困难，诊断常延迟6～12 a，耽误治疗以及损害生育能力。非编码RNA（ncRNA）分子是细胞功能的重要调节因子，在许多慢性疾病中都有涉及。ncRNAs 失调是子宫内膜异位症的一个重要因素。miRNA、长链非编码RNA 和短链抑制性RNA 可能通过调节炎症、增殖、血管生成和组织重塑来影响子宫内膜异位症的发展和持久性。阐明ncRNAs 在子宫内膜异位症中的重要意义，将为新的诊断测试和确定新的治疗靶点和治疗方法提供科学依据[33]。

miRNA 目前已被很多研究发现可作为子宫内膜异位症的潜在生物标志物[34]。与无子宫内膜异位症患者相比，子宫内膜异位症患者miR-23b 水平明显下降，IL-4、IL-6 水平明显升高。相关分析显示，miR-17 水平与IL-4 以及IL-6 水平呈负相关。明确了miR-17、IL-4 和IL-6 在子宫内膜异位症发病机制中的作用，提示将miR-17、miR-23b 和选定的细胞因子作为检测子宫内膜异位症的无创诊断试验的可行性[35]。子宫内膜异位症患者血清中IL-6、miR-122 和miR-199a 水平明显高于对照组。血清miR-122 和miR-199a 检测子宫内膜异位症的敏感性分别为95.6%和100.0%，特异性分别为91.4%和100%。子宫内膜异位症患者血清miR-122 和miR-199a 明显升高，提示这些microRNAs 可能作为子宫内膜异位症诊断的生物标志物[36]。另有研究还发现血清hsa-miR-154-5p 的水平可以单独或者联合 hsa-miR-196b-5p，hsa-miR-378a-3p，和hsa-miR-33a-5p，体重指数（BMI）及年龄作为相关的模型，可以用于子宫内膜异位症非侵袭性诊断的方法之一[37]。血清miR-451a 水平与子宫内膜异位病变的内容呈正相关，并且在没有子宫内膜异位的明显体征或症状的妇女中显著高于血清水平。MicroRNA-451a 可作为子宫内膜异位症的血清诊断标志物[38]。另外miRNA 的基因多态性和miRNA 结合位点可能影响基因表达，导致子宫内膜异位症易感性，miR-126 rs4636297 和TGF-βRI rs334348 基因多态性可能影响个体对子宫内膜异位症的易感性及其严重程度，可能作为非侵入性诊断指标之一[39]。自宫内膜异位症患者血清中几种循环miRNA 的表达存在差异。增殖期血清let-7b、7d 和7f 水平的联合可作为子宫内膜异位症的诊断指标[40]。循环miRNA 作为一种非侵入性诊断工具，可以缩短疾病诊断的延迟，从而减轻患者的痛苦，减轻卫生保健系统的负担。然而，尽管有许多关于子宫内膜异位症中循环miRNA 的研究，似乎没有一个miRNA 或任何一个miRNA 组符合诊断性生物标志物的标准。不同研究之间的分歧需要更大的、控制良好的系统验证研究[41]。更多的研究可能为相关miRNA 可作为内异症的诊断生物标志物和治疗药物靶点提供依据。超声与miRNA 检测相结合可能是未来诊断不孕症的更好选择[42]。

3 miRNA 与子宫内膜异位症治疗的潜在可能

有疼痛的子宫内膜异位症妇女与无疼痛的子宫内膜异位症的妇女子宫内膜异位症组织中microRNAs 的差异表达提示，miRNA 或表观遗传机制在子宫内膜异位症疼痛的病因学中可能发挥作用，这些氧化还原敏感的miRNA 可以作为治疗子宫内膜异位相关疼痛的潜在靶点[43]。子宫内膜异位症的孕激素抵抗是子宫内膜异位症的发病机制学说之一，MicroRNA 参与黄体酮的抵抗[44]，在子宫内膜异位症患者的异位子宫内膜中，miR-29c 的表达增加，可能通过降低FKBP4 的水平而导致异位子宫内膜对黄体酮的低反应[45]。孕激素抵抗主要由异位子宫内膜中孕酮受体异常表达引起，被认为是子宫内膜容受性降低的关键因素;迄今为止，表观遗传学，而不仅miRNA，已经被证明会影响子宫内膜中孕酮受体（PGR）的表达。研究发现miR-196a 上调MEK/ERK 信号通路，介导轻度或轻度子宫内膜异位症女性子宫内膜中低表达PGR[46]，miR-194-3p 模拟物转染ESCs 可以抑制孕激素受体蛋白水平，而miR-194-3p 抑制则可以上调孕激素受体蛋白水平[14]。表明作用于相关的miRNA靶点可能改善内异症孕激素抵抗的情况，作为治疗内异症的可能。临床上应用合成类固醇激素（达那唑、孕酮和醋酸甲羟孕酮[MPA]）治疗子宫内膜异位症，能抑制子宫内膜异位间充质干细胞的增殖，能使miR-199-5p 和miR-34a-5p 水平升高，合成类固醇激素对miRNA 调控的影响。有助于理解合成类固醇激素的分子影响，并提示子宫内膜异位症治疗的潜在机制[47]。研究发现在子宫内膜异位组织中，被醋酸亮丙瑞林处理的子宫内膜异位组织中相关的miRNA 有表达下调和上调的，也说明着眼于miRNA 可能是治疗子宫内膜异位症的一个研究方向[48]。miR-21-5p 在子宫内膜异位症患者子宫内膜中的表达明显上调，转染miR-21-5p 抑制剂有效增加了人子宫内膜基质细胞（HESCs）的凋亡潜能。研究发现高丽红参中的皂苷提取物治疗子宫内膜异位症可能通过调节特定的miRNA 起到治疗作用[49]。miR-199a 通过靶向IKK-β 激酶来抑制子宫内膜基质细胞（ESCs）的侵袭性。在缺氧条件下，ESCs 中miR-199a 的强制过表达显著降低了其血管生成潜能。此外，在缺氧条件下，miR-199a 下调了ESCs 中血管内皮生长因子-a （VEGF-A）的表达水平，研究结果表明miR-199a 可能通过抑制HIF-1α/VEGF-A 通路，部分减弱缺氧条件下ESCs 的血管生成潜能。因此miR-199a 可能在子宫内膜异位症的发病机制中发挥关键作用，并可能成为本病潜在的治疗靶点[50]。通过实验证实通过芳香化酶抑制剂（来曲唑）治疗显著增加了子宫内膜异位症患者的Ishikawa 细胞和HESCs 中miR-let-7f 的表达，miR-let-7f 表达的增加有效地减少了子宫内膜细胞的迁移。表明调控参与子宫内膜异位症发病机制的microRNAs 可能具有治疗子宫内膜异位症的潜力[51]。子宫内膜异位症和恶性疾病中可以观察到miR-200b 的下调，通过增强上皮-间质转化（EMT）将肿瘤细胞推向侵袭状态。miR-200b 上调可能抑制子宫内膜异位症患者的EMT 和侵袭性生长，miR-200b 的上调逆转了EMT，可能成为抑制子宫内膜异位细胞运动和侵袭性的潜在治疗方法[52]。综上所述，MiRNA 可为子宫内膜异位症的治疗靶点进一步深入研究。

4 小结

子宫内膜异位症是生育期人群的一种常见疾病，其特征是子宫内膜异位组织的存在。该病不仅给患病患者带来巨大的痛苦，而且给社会带来巨大的医疗和经济负担。该病发病机制复杂，且发病与诊断之间存在较长的滞后期，主要是由于该病的非特异性症状和缺乏无创检测，miRNAs 在子宫内膜异位症的发病机制及病理生理学中可能发挥着重要作用。目前笔者仍然缺乏准确的无创检测来诊断子宫内膜异位症，miRNA 可能成为有前途的非侵入诊断生物标志物。虽然目前子宫内膜异位症的治疗取得了巨大进展，医学治疗在控制子宫内膜异位症症状方面发挥了重要作用，但仍存在治疗后复发，治疗延迟等问题，特别是对于选择晚生育的人群在疾病诊断、治疗和进展方面的延迟有非常大的影响。研究miRNA 在子宫内膜异位症发生发展过程中作用，以及作为非侵入性诊断生物标志物具有非常重要的意义，可能为子宫内膜异位症及相关疼痛、不孕症甚至子宫内膜异位症相关的恶性肿瘤的诊断及治疗提供新的靶点。