维甲酸在子宫内膜异位症中的研究进展

李千千，汤小晗，卢美松

维甲酸（retinoic acid，RA）又称视黄酸，是维生素A 的生理活性代谢产物，在细胞生长、分化和器官发生过程中发挥重要作用[1]。尽管子宫内膜的生长发育与生理功能主要由类固醇激素（雌激素和孕酮）调节，但越来越多的证据表明，RA 也参与子宫内膜的发育和维持、基质蜕膜化及胚泡着床等生理过程[2]。子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）是一种非恶性但具有潜在侵袭性的妇科雌激素依赖性疾病，影响全世界约1.9 亿（大约10%）育龄期女性，其中约50%的患者一直在接受治疗或者忍受着盆腔疼痛，严重影响女性的身体健康和生活质量[3]。EMs 的发病机制一直存在争议，研究显示RA 代谢异常与EMs的发生、发展密切相关[4-7]。现重点阐述RA 在EMs 中的代谢异常及RA 信号缺陷在EMs 发病机制中的作用，并探讨RA 治疗EMs 的可能性，以期加深对EMs的了解并为临床治疗提供新思路。

1 RA 概述

维生素对人体生长发育至关重要，而维生素A无法由人体直接合成，需要从食物中摄取。因此RA由食物中摄入的脂溶性维生素A（即视黄醇）代谢产生，吸收进入血液循环中的视黄醇首先被视黄醇结合蛋白4（retinol binding protein 4，RBP4）结合运输至周围组织，再经膜受体维甲酸诱导蛋白6（stimulated by retinoic acid 6，STRA6）运到靶细胞的细胞质内与细胞视黄醇结合蛋白1/2（cellular retinol-binding proteins 1/2，CRBP1/2）结合，并发生2 次连续的脱氢反应[8]。首先，视黄醇通过醇脱氢酶（alcohol dehydrogenases，ADHs）或视黄醇脱氢酶（retinol dehydrogenases，RDHs）催化的可逆反应生成视黄醛；然后，醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenases，ALDHs）将视黄醛不可逆地转化为RA。

生成的RA 可以被细胞内的细胞色素P450 家族26 酶（cytochrome P450 family 26，CYP26）降解[9]，或者通过维甲酸受体（RA receptors，RARs）、维甲酸X 受体（retinoid X receptors，RXRs）和过氧化物酶体增殖物激活受体β/δ（peroxisome proliferator-activated receptor β/δ，PPARβ/δ）发挥转录调节作用[10]。核受体RAR 或PPAR 与RXR 形成异源二聚体复合物，再与特定靶基因调控区域中的RA 反应元件（RA response elements，RAREs）或过氧化物酶体增殖物反应元件（peroxisome proliferator response elements，PPREs）结合，并募集转录共激活因子或共抑制因子，以调节靶基因转录[10]。脂肪酸结合蛋白5（fatty acid-binding protein 5，FABP5）和细胞维甲酸结合蛋白2（cellular RA-binding protein 2，CRABP2）可以将RA 运输到细胞核，与PPARβ/δ-RXR 和RAR-RXR二聚体复合物结合，分别发挥促进细胞生长和促细胞凋亡的作用[11]。此外，除了经典的核受体信号传导外，RA 还可通过核外RAR 刺激激酶磷酸化影响基因转录[1]。

2 EMs 中的RA 异常代谢

众多研究表明，在EMs 患者异位子宫内膜组织中RA 呈异常低水平。Pavone 等[7]发现在EMs 异位内膜组织和间质细胞中与RA 生成相关的主要基因STRA6、CRBP1、ALDH1A2、CRABP2 和FABP5 的mRNA 表达显著降低；与RA 降解有关的基因CYP26B1的mRNA 水平升高；核提取物显示RARα、RXRα 和PPARβ/δ 在EMs 异位内膜组织和间质细胞中均表达不足。随后，Pierzchalski 等[12]对42 例EMs 患者在位与异位内膜标本的RA 水平进行检测，发现与正常在位内膜相比，异位子宫内膜植入物的RA 生物合成减少；动物实验进一步验证异位子宫内膜植入物中RA 生物合成缺陷与CRBP1 表达减少有关，即CRBP1 减少引起RA 合成受损，使子宫内膜细胞能够在异位植入和生长。

值得一提的是，CRBP1 表达减少是RA 生物合成受损的重要原因，因为CRBP1 是一种视黄醇结合蛋白，是ADHs 的首选底物，也是RA 生物合成的限速步骤。因此，CRBP1 减少导致视黄醇向视黄醛的代谢效率显著降低，视黄醛氧化生成RA 减少。除了EMs，研究发现CRBP1 也在子宫内膜癌和胃肠癌等恶性疾病中异常低表达[13-14]。因此推测，CRBP1 基因在EMs 异位内膜间质细胞中的表达缺陷导致RA 生物合成异常，并可能在EMs 的发生和（或）进展中发挥作用。此外，CRABP2 表达由孕酮诱导，EMs 的孕酮抵抗显著降低异位内膜间质细胞中CRABP2 的表达[15]，尽管目前尚不清楚CRABP2 的缺失是否先于CRBP1 的减少，但这可能对CRBP1 持续性表达减少具有重要影响，因为在RA 敏感的乳腺癌细胞和RA耐药的乳腺癌细胞中，CRABP2 基因敲除后CRBP1表达水平受到抑制[16]。

3 RA 信号缺陷促进EMs 发生、发展

RA 在胚胎发育、生殖、视觉、免疫细胞发育和各种神经功能中具有重要的生理作用，调控细胞生长、分化、凋亡和免疫等多种生物学过程[17-18]。EMs 中许多看似没有联系的特征，包括细胞死亡减少、生长和迁移增加、炎症以及腹腔内种植的子宫内膜细胞侵袭性增强[3]，可能是RA 代谢异常所致。因此，了解RA 在EMs 发生、发展中的作用，对于开发潜在的治疗或预防EMs 的药物至关重要。

3.1 RA 信号缺陷导致内膜局部高雌激素高雌激素在EMs 的形成和维持中起着关键作用，而17β-羟基类固醇脱氢酶2型（17β -hydroxysteroid dehydrogenase type 2，HSD17β2）可以催化雌二醇转化为生物学效力低的雌酮，在正常子宫内膜的局部雌二醇失活中发挥关键作用[19]。正常情况下，孕酮通过孕酮受体诱导子宫内膜间质细胞产生RA，然后作用于子宫内膜上皮细胞诱导HSD17β2 表达[20]。但EMs 患者由于RA 信号缺陷，异位子宫内膜上皮细胞中HSD17β2 的表达水平比正常在位内膜低[21]，因此造成了EMs 患者异位子宫内膜的局部高雌激素水平。

Pavone 等[22]研究发现将Ishikawa 上皮细胞与人血清RBP4 孵育48 h，HSD17β2 的表达呈剂量依赖性增加，而在血清中RBP4 常与视黄醇结合形成视黄醇-RBP4 复合物，故推测研究中使用的人血清RBP4 可能含有大量视黄醇-RBP4 复合物，HSD17β2表达增加可能是由视黄醇-RBP4 复合物中的视黄醇引起的。Cheng 等[20]研究证实RA 以剂量和时间依赖性方式诱导子宫内膜细胞中HSD17β2 mRNA 表达；子宫内膜细胞中HSD17β2 基因表达受转录因子SP1（specificity protein 1）和SP3 的调控，RA 刺激RARα/RXRα 与SP1 和SP3 相互作用从而诱导HSD17β2生成。Yamagata 等[4]使用全反式RA 处理EMs 患者异位子宫内膜间质细胞，发现HSD17β2 mRNA 表达降低，雌酮生成减少。如前所述，RA 在EMs 异位内膜组织中代谢异常，这为EMs 中HSD17β2 表达不足和局部高雌二醇水平提供了合理的解释。

3.2 RA 信号缺陷抑制凋亡与自噬、促进增殖与侵袭RA 通过CRABP2-RAR 途径的转录激活可触发细胞周期阻滞和细胞凋亡，或者通过FABP5-PPARβ/δ 途径的转录激活触发细胞增殖[11]，由于EMs 的孕酮抵抗导致CRABP2/FABP5 比值降低，高水平的FABP5 可促进RA 与PPARβ/δ 结合[15]，因此CRABP2/FABP5 比值降低造成的RA 信号缺陷可导致异位子宫内膜细胞逃避凋亡并有助于异位细胞的存活。此外，Lu 等[23]研究表明，与正常子宫内膜相比，EMs 患者子宫内膜组织中自噬标志物Beclin1 表达减少，而补充了外源性RA 的原代培养的子宫内膜间质细胞可通过上调Beclin1 增强自噬，因此RA 信号缺陷与Beclin1 表达减少、自噬减弱有关，而自噬减弱可促进EMs 间质细胞增殖。连接蛋白（connexins，CXs）作为重要的肿瘤抑制因子已被广泛研究，CXs 的表达减少及磷酸化与肿瘤生长、侵袭和转移等密切相关[24]。研究表明，RA 可刺激子宫内膜间质细胞中的CX43 表达上调并诱导CX43 去磷酸化[25]，因此RA 信号缺陷可能在EMs 异位子宫内膜间质细胞的增殖、分化与侵袭、转移过程中发挥重要作用。

3.3 RA 信号缺陷发挥促炎与免疫调节作用与健康女性的子宫内膜相比，EMs 患者的在位内膜更具有黏附、增殖、血管生成和侵袭的倾向，这使得该内膜组织能够在异位存活并进一步引起炎症；免疫失调也为EMs 的发生、发展创造了有利的免疫环境，如EMs 患者子宫内膜局部自然杀伤细胞活性受损、腹腔液中的巨噬细胞吞噬能力下降等[3]。众多研究表明RA 具有抗炎作用，RA 信号缺陷与EMs 中炎症的产生密切相关[6]。免疫系统也受RA 的广泛影响，不仅对初级和次级淋巴组织的发育有重要作用，而且对各种免疫细胞的功能分化及免疫耐受也有重要作用[18]。

Wieser 等[26]研究发现EMs 模型小鼠接受外源性RA 治疗后可抑制小鼠异位子宫内膜植入物的发育，显著减小小鼠异位子宫内膜病灶体积，同时降低腹腔促炎因子白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）和单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）水平，增加巨噬细胞分化。据报道转化生长因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）在EMs 的发生和发展中发挥一定的作用，TGF-β1 可阻止细胞在转运到腹膜腔的过程中凋亡[27]。研究发现，RA 可抑制子宫内膜间质细胞等多种细胞中的TGFβ1 信号通路[28]。由此可以推测RA 可能通过抑制TGF-β1 信号通路抑制EMs 子宫内膜的异位植入，但还需要进一步的研究证实这一结论。

4 RA 治疗EMs 的潜力

在过去的几十年中，RA 作为一种有前景的预防和治疗癌症的药物引起了极大的关注，并且已经在急性早幼粒细胞白血病中进行了临床试验[29]。由于RA 代谢异常可以促进EMs 的发生、发展，因此RA及其衍生物成为了备受关注的EMs 治疗药物。Ozer等[30]在评价贝伐珠单抗、索拉非尼和RA 对EMs 大鼠模型的治疗效果时发现，RA 是减小大鼠异位子宫内膜病灶体积最有效的药物，并且观察到RA 治疗组大鼠的卵巢储备功能显著提高。Pavone 等[31]的研究结果与Ozer 等[30]一致，研究显示人工合成的RA类似物芬维甲酸（Fenretinide）可显著减小EMs 小鼠模型异位子宫内膜病灶体积；并且使用芬维甲酸处理原代培养的人子宫内膜间质细胞，结果显示芬维甲酸能显著降低细胞总数和存活率，促进凋亡抑制增殖。

RA 治疗过程中发生的严重不良反应同样不容忽视，如皮肤病、横纹肌溶解以及致畸性，如何平衡临床疗效和不良反应尚有待解决[32]。此外，因为对腹膜子宫内膜异位症结节、卵巢子宫内膜异位囊肿和深部浸润型子宫内膜异位症结节的来源存在争议[3]，RA 在治疗这3 种病变类型方面可能有不同的疗效，因此了解RA 是否对不同病变类型的结节有不同的作用机制与疗效是非常有意义的。

5 结语与展望

EMs 患病率高且诊治困难，严重影响患者生活质量，因此迫切需要辅助EMs 诊断的生物标志物以及改善EMs 症状的新疗法。子宫内膜RA 代谢异常，可能通过提高局部内膜雌激素水平、抑制凋亡与自噬、促炎与异常免疫调节等方式参与EMs 的发生和发展，并有望成为治疗EMs 的新靶点。尽管当前由于RA 的毒性和致畸性，使得其治疗EMs 的临床应用受限，但随着EMs 发病机制研究的深入以及生物技术的进步，RA 有望在EMs 预防、诊疗、预后等方面发挥不可替代的作用。