曹敏,張廣美
子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMs)是育齡期女性最常見的婦科疾病之一,據(jù)估計(jì)EMs 在育齡期婦女中發(fā)病率為10%~15%[1],其特征為有活性的子宮內(nèi)膜組織(腺體或間質(zhì))種植于子宮腔以外的部位,臨床上通常表現(xiàn)為疼痛、不孕、性交不適、月經(jīng)異常、消化系統(tǒng)及泌尿系統(tǒng)異常等癥狀,雖為良性疾病卻在行為學(xué)上表現(xiàn)為惡性生物學(xué)特征。盡管有幾種假說試圖解釋EMs 的發(fā)生原因,但根本機(jī)制仍不清晰,并不能解釋90%的女性存在經(jīng)血逆流現(xiàn)象而僅有10%左右發(fā)展為EMs,預(yù)示著EMs 的發(fā)生、發(fā)展過程中可能存在著其他調(diào)控機(jī)制。最近,微小RNA(microRNA,miRNA)在EMs 的發(fā)病機(jī)制中起到的作用日益引起重視。miRNA 是一類長(zhǎng)約22 個(gè)堿基的內(nèi)源性非編碼RNA 分子,通過不完全堿基互補(bǔ)的方式與靶基因mRNA 的3′非編碼區(qū)(3′untranslated region,3′UTR)結(jié)合,完成對(duì)靶基因mRNA 的抑制、關(guān)閉,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)基因的負(fù)調(diào)控作用[2]。有研究檢測(cè)到EMs 患者的在位內(nèi)膜、異位內(nèi)膜、血清中miRNA的表達(dá)與正常女性均存在差異,現(xiàn)就miRNA 與EMs的病理生理學(xué)研究新進(jìn)展進(jìn)行綜述。
細(xì)胞的增殖與凋亡受多種基因的復(fù)雜調(diào)節(jié),任何一方失控都能導(dǎo)致機(jī)體功能障礙和疾病發(fā)生,異常增殖及凋亡抑制是EMs 異位病灶在盆腔內(nèi)存活甚至發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的重要因素,以下miRNA 均有可能參與這些基因的調(diào)控與表達(dá)。
1.1 miR-503Hirakawa 等[3]通過結(jié)合亞硫酸氫鈉變性的限制性酶分析(combined bisulfite restriction analysis,COBRA)發(fā)現(xiàn),子宮內(nèi)膜異位囊腫基質(zhì)細(xì)胞(endometriotic cyst stromal cells,ECSCs)受到DNA 超甲基化影響而出現(xiàn)miR-503 表達(dá)下降。將miR-503轉(zhuǎn)染到ECSCs 中,發(fā)現(xiàn)miR-503 可通過抑制細(xì)胞周期蛋白D1 并誘導(dǎo)G0/G1 期的細(xì)胞周期停滯抑制細(xì)胞增殖,通過抑制B 細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl-2)基因促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Bcl-2 是在子宮內(nèi)膜和基質(zhì)均表達(dá)的一種原癌基因,具有重要的抑制凋亡作用。文曉鳳等[4]用免疫組織化學(xué)法發(fā)現(xiàn)Bcl-2 表達(dá)水平在子宮內(nèi)膜增殖期增加,在分泌期降低,異位內(nèi)膜組織較正常內(nèi)膜組織中的Bcl-2 表達(dá)明顯增加,這些差異性表達(dá)為異位內(nèi)膜組織中miR-503 低表達(dá)致Bcl-2 水平升高而抑制凋亡的猜想提供了依據(jù)。Taghavipour 等[5]認(rèn)為Bcl-2 的這種抑制凋亡作用主要通過抑制促凋亡蛋白[如Bcl 相關(guān)的X 蛋白(Bax)、Bcl 樣蛋白(Bcl-X)和Bcl-2 同源拮抗物(Bak)等]發(fā)揮作用。Lai 等[6]通過電子自旋共振(electron spin resonance,ESR)技術(shù)證實(shí)了Bax 在促進(jìn)凋亡方面的重要性,當(dāng)細(xì)胞受到各種因素刺激后,Bax 等在凋亡過程中被激活,從胞質(zhì)溶膠轉(zhuǎn)移到線粒體外膜并寡聚,使線粒體外膜發(fā)生實(shí)質(zhì)性結(jié)構(gòu)變化,實(shí)現(xiàn)線粒體外膜透化(mitochondrial outer membrane permeabilization,MOMP),使線粒體釋放的凋亡因子通過而觸發(fā)凋亡。
1.2 其他miRNA研究證實(shí)多種miRNA 參與異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖,并在EMs 患者中差異表達(dá)。Zhao 等[7]發(fā)現(xiàn)與正常子宮內(nèi)膜相比,EMs 異位內(nèi)膜中孤兒核受體/miR-181c/哺乳動(dòng)物STE20 樣激酶1(NR4A/miR-181c/Mst1)信號(hào)通路發(fā)揮著重要作用,異位內(nèi)膜組織中NR4A/miR-181c 高表達(dá),Mst1 表達(dá)量顯著下調(diào),其中Mst1 具有增強(qiáng)線粒體分裂蛋白Drp1 轉(zhuǎn)錄后Ser616 位點(diǎn)磷酸化、通過p53 抑制Parkin 基因轉(zhuǎn)錄活化和啟動(dòng)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9(Capase9)等作用,激活線粒體分裂和抑制自噬,推測(cè)該通路抑制了異位內(nèi)膜細(xì)胞凋亡。Hu 等[8]發(fā)現(xiàn)用miR-370-3p 模擬物轉(zhuǎn)染原發(fā)性子宮內(nèi)膜異位細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致類固醇生成因子1(steroidogenic factor-1,SF-1)和其下游靶基因類固醇生成急性調(diào)節(jié)蛋白(StAR)和芳香化酶(CYP19A1)的表達(dá)改變,促進(jìn)異位內(nèi)膜組織凋亡,證實(shí)EMs 患者血清中miR-370-3p 水平降低而EMs 病變中SF-1 mRNA 水平上調(diào),可促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞增殖并抑制其凋亡。
脫落的子宮內(nèi)膜細(xì)胞需經(jīng)過三重防線進(jìn)入腹腔,然后在腹膜、盆腔臟器,甚至腎、腦等遠(yuǎn)處器官植入并產(chǎn)生功能損害,這與細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)防御作用減弱、異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附侵襲能力增強(qiáng)密切相關(guān)。
2.1 核因子κB(NF-κB)Wu 等[9]證實(shí)外源性miR-199a 可在子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中靶向抑制NF-κB 激活所需輔因子IκB 激酶β(IKKB),從而抑制NF-κB 活化。多項(xiàng)研究證實(shí)miR-199a 在異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞中表達(dá)減少,對(duì)NF-κB 的抑制活化作用減弱,影響細(xì)胞因子的表達(dá),如白細(xì)胞介素10(IL-10)過表達(dá)并激活基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP),導(dǎo)致ECM 過度降解,促進(jìn)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的侵襲,證實(shí)miR-199a 低表達(dá)可使異位子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞(EN-MSCs)在體內(nèi)外均具有較高的細(xì)胞侵襲能力[10]。Zheng 等[11]證明異位內(nèi)膜組織中高表達(dá)的miR-9-5p 通過NF-κB 通路靶向沉默信息調(diào)節(jié)因子1(SIRT1)的表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的侵襲和遷移,通過試驗(yàn)性調(diào)整miR-9-5p 的表達(dá)量,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞遷移的距離以及進(jìn)入Transwell小室下腔的細(xì)胞數(shù)量與之呈正相關(guān),從而證明了miRNA 在促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞黏附與侵襲方面的作用。
2.2 其他miRNA異位內(nèi)膜黏附種植于腹腔臟器,并完成侵襲及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是EMs 重要的惡性特征性表現(xiàn),是復(fù)發(fā)的重要病理學(xué)基礎(chǔ),很多miRNA 發(fā)揮了不可忽視的作用。Wang 等[12]通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),環(huán)狀RNA circATRNL1 過表達(dá)可促進(jìn)內(nèi)膜細(xì)胞的遷移和侵襲,并誘導(dǎo)異位病灶形成,而circATRNL1 的沉默則表現(xiàn)出相反的作用,并進(jìn)一步解釋其原因?yàn)楦咚奖磉_(dá)的circATRNL1 負(fù)向調(diào)控miR-141-3p 和miR-200a-3p,使其共同的下游靶基因yes 相關(guān)蛋白1(yes-associated protein 1,YAP1)過表達(dá),促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的黏附與侵襲。Mai 等[13]研究發(fā)現(xiàn),miR-506-5p 在異位內(nèi)膜組織中高表達(dá)并通過抑制WNT 抑制因子1(WNT inhibitory factor 1,WIF1)表達(dá)激活Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)途徑,β-catenin 是轉(zhuǎn)錄因子家族的協(xié)同激活因子,與其結(jié)合后可啟動(dòng)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)細(xì)胞的增殖從而誘導(dǎo)異位內(nèi)膜細(xì)胞的遷移和侵襲。
EMs 發(fā)病機(jī)制尚未明確,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為新生血管生成在脫落子宮內(nèi)膜的異位定植過程中發(fā)揮重要作用,近年來發(fā)現(xiàn)多種miRNA 可以調(diào)控血管生成。
3.1 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)VEGF 是一種高度特異性的血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂素,具有增加血管通透性,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管生成等作用,其中VEGFA 為主要發(fā)揮生物學(xué)作用的一個(gè)最關(guān)鍵亞型。Chamorro-Jorganes 等[14]用細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)證明miR-16-5p 和miR-424-5p 直接靶向VEGF、VEGF 受體2(VEGFR-2)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1(FGFR-1),使模擬轉(zhuǎn)染后VEGF、VEGFR-2 和FGFR-1 的表達(dá)顯著降低,而這些miRNA 的拮抗劑則表現(xiàn)為相反作用,由此推測(cè)這兩種miRNA 在異位內(nèi)膜中的低表達(dá)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞血管生成。俞田田等[15]用微小RNA 陣列(miRNA array)芯片檢測(cè)孕早期妊娠丟失患者蛻膜組織中差異表達(dá)的miRNA,發(fā)現(xiàn)miR-125a-5p 和miR-29c-3p 差異性表達(dá)上調(diào)最為明顯,進(jìn)一步應(yīng)用靶基因技術(shù)推定兩者均通過對(duì)VEGFA 的調(diào)控影響子宮內(nèi)膜蛻膜化血管重塑的過程,參與流產(chǎn)發(fā)生。Ma 等[16]通過研究證實(shí)子宮內(nèi)膜異位組織中miR-200b、miR-15a-5p和miR-142-3p 的表達(dá)降低,其中miR-142-3p 直接靶 向Krüppel樣因子9(KLF9),KLF9可直接與VEGFA 基因的啟動(dòng)子結(jié)合,使VEGFA 表達(dá)水平升高,腹腔注射miR-142-3p 慢病毒或敲除KLF9 均可顯著抑制新生血管形成,因此,miR-142-3p/KLF9/VEGFA 信號(hào)通路可能是減少EMs 患者新生血管形成的潛在治療靶點(diǎn)。
3.2 血管生成素1(angiopoietin-1,Ang-1)劉敏娟等[17]通過芯片測(cè)序發(fā)現(xiàn)miR-96 在EMs 患者的子宮內(nèi)膜中高表達(dá),且miR-96 可特異性靶向Ang-1 基因的3′UTR 區(qū),促進(jìn)Ang-1 的表達(dá),促進(jìn)血管的重塑、成熟及穩(wěn)定。據(jù)此推測(cè)miRNA 可作用于多種靶點(diǎn),促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位病灶的血管生成與植入。
研究發(fā)現(xiàn)EMs 患者腹腔內(nèi)可檢測(cè)到多種類型的免疫細(xì)胞,形成了復(fù)雜的炎癥性微環(huán)境,這種微環(huán)境有利于內(nèi)膜細(xì)胞的種植與EMs 病灶的形成;EMs病灶切除術(shù)后,腹腔內(nèi)炎癥狀態(tài)可明顯改善,這為EMs 病灶促進(jìn)炎癥因子分泌的猜想提供了證據(jù)。
4.1 炎癥促進(jìn)EMs 發(fā)展微環(huán)境中長(zhǎng)期存在的慢性炎癥會(huì)誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞積累,出現(xiàn)T 細(xì)胞質(zhì)量受損表現(xiàn),如輔助性T 細(xì)胞1/輔助性T 細(xì)胞2(Th1/Th2)失衡、CD4+T 細(xì)胞生成一氧化氮(NO)增加,T 細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)z 鏈水平降低,促進(jìn)EMs炎癥的發(fā)生和疾病的進(jìn)展[18]。Chen 等[19]研究表明炎性細(xì)胞因子和外泌體miRNA 可能與EMs 的發(fā)展關(guān)系密切,普遍認(rèn)為外泌體miRNA 是炎癥和T 細(xì)胞免疫反應(yīng)的介體,晚期EMs 患者腹腔液中可檢測(cè)到多種外泌體miRNA 表達(dá)改變、調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Treg)擴(kuò)增,其中miR-451a 上調(diào)尤為顯著,這些外泌體可能導(dǎo)致腹腔內(nèi)炎癥環(huán)境的形成與免疫異常,為EMs 病灶的定植與血管生成提供了可能。
4.2 EMs 異位病灶促進(jìn)炎癥發(fā)生EMs 異位病灶直接或間接地改變了患者的腹腔內(nèi)微環(huán)境。有學(xué)者證實(shí)EMs 患者的腹腔液和腹腔內(nèi)CD14 單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中miR-146b 的表達(dá)增加,miR-146b 通過減弱干擾素調(diào)節(jié)因子5(interferon regulatory factor 5,IRF5)表達(dá)參與了炎癥的負(fù)調(diào)控[20]。Tang 等[21]發(fā)現(xiàn)miR-455 在EMs 患者的異位內(nèi)膜組織中低表達(dá)是腹腔內(nèi)炎癥損害的重要原因,并進(jìn)一步推定其是脂肪酸結(jié)合蛋白4(fatty acid binding protein 4,F(xiàn)ABP4)的靶向miRNA,并進(jìn)一步證實(shí)miR-455 可以成功結(jié)合FABP4 的3′UTR 保護(hù)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞免受過氧化氫(H2O2)引起的損害。
EMs 患者不孕原因與子宮內(nèi)膜容受性降低、免疫異常等原因密切相關(guān),應(yīng)著眼于多種因素尋找突破點(diǎn)提高患者妊娠率[22]。眾多學(xué)者通過研究人體組織與小鼠模型證實(shí)EMs 患者的分子標(biāo)志物已發(fā)生改變,多種miRNA 參與妊娠調(diào)節(jié)。
5.1 容受性降低子宮內(nèi)膜容受性是指子宮內(nèi)膜對(duì)植入胚胎的接受能力,只出現(xiàn)于每個(gè)月經(jīng)周期中的特殊時(shí)期,是一種綜合性狀態(tài),其中包括子宮內(nèi)膜厚度、形態(tài)以及血流分布等,受多種因素復(fù)雜調(diào)控。Petracco 等[23]認(rèn)為miR-135a/b 的表達(dá)與子宮內(nèi)膜容受性有關(guān),分泌期子宮內(nèi)膜miR-135a/b 的表達(dá)水平比增殖期高,EMs 患者miR-135a/b 的表達(dá)水平比正常育齡期女性少。由此可推測(cè)其在生殖組織的穩(wěn)態(tài)中起正向決定性作用。但另有研究證實(shí),EMs 相關(guān)性不孕婦女著床窗口期原位子宮內(nèi)膜組織中5 個(gè)差異表達(dá)的miRNA(miR-142-5p、miR-146a-5p、miR-1281、miR-940 和miR-4634)顯著上調(diào),而miR-543顯著下調(diào),從而猜測(cè)這些miRNA 的表達(dá)改變可能會(huì)影響胚胎植入[24]。這些miRNA 的表達(dá)異常均有可能影響子宮內(nèi)膜功能,損害胚胎植入從而導(dǎo)致EMs 相關(guān)性不孕的發(fā)生。
5.2 孕酮抵抗多數(shù)EMs 患者對(duì)孕酮治療呈現(xiàn)低反應(yīng)或無反應(yīng),稱之為孕酮抵抗。Pei 等[25]發(fā)現(xiàn)miR-194-3p 在輕度EMs 患者的子宮內(nèi)膜組織中過表達(dá),其通過促進(jìn)細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化和調(diào)整催乳素水平來抑制胚胎干細(xì)胞的體外蛻膜化。進(jìn)一步研究證實(shí)miR-194-3p 導(dǎo)致EMs 患者孕酮抵抗是通過抑制孕激素受體(progesterone receptor,PGR)的水平和在位子宮內(nèi)膜中的蛻膜化來阻礙生育。Zhou 等[26]認(rèn)為miR-196a 過表達(dá)同樣可導(dǎo)致孕酮抵抗,EMs 患者內(nèi)膜組織中miR-196a 水平顯著上升,其通過上調(diào)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶激酶/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(MEK/ERK)信號(hào)通路與抑制PGR 表達(dá)來阻礙子宮內(nèi)膜蛻膜化,導(dǎo)致EMs 患者妊娠率下降。
目前EMs 發(fā)病機(jī)制尚不清晰,缺乏特異性診斷標(biāo)志物,診斷主要依靠于腹腔鏡,所以存在著延遲診斷以及延誤治療,其雖為良性疾病卻嚴(yán)重影響婦女的健康與生活質(zhì)量。目前EMs 的治療方式主要為手術(shù)治療,miRNA 治療仍缺乏臨床證據(jù),但很多學(xué)者從此方面提供了思路,為臨床診斷與治療提供了更為廣闊的思路。
Li 等[27]通過3′UTR 熒光素酶的報(bào)告基因測(cè)定結(jié)果推測(cè)miR-92a 轉(zhuǎn)染后的高表達(dá)可降低第10 號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten gene,PTEN 基因)水平,使基質(zhì)細(xì)胞對(duì)孕酮治療更具抵抗力。另一方面使用miRNA 拮抗劑(antagomir)抑制miR-92a 的作用可增強(qiáng)孕酮的治療效果,抑制基質(zhì)細(xì)胞增殖,并減少EMs 小鼠模型中異位病灶的形成。另有學(xué)者證實(shí)miR-200c 受轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)的負(fù)向調(diào)控,抑制人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的增殖和遷移,局部注射miR-200c 模擬物或行MALAT1 敲除均可顯著抑制異位子宮內(nèi)膜病變的生長(zhǎng)[28]。Park 等[29]發(fā)現(xiàn)EMs 患者子宮內(nèi)膜中miR-21-5p 的表達(dá)明顯上調(diào),用皂苷提取物處理人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞后miR-21-5p 的表達(dá)下降導(dǎo)致Caspase3的表達(dá)顯著增加,進(jìn)而促進(jìn)了內(nèi)膜細(xì)胞的凋亡。由此推測(cè),皂苷提取物可能通過調(diào)節(jié)特定的miRNA 來治療EMs。
miRNA 與EMs 具體的發(fā)病機(jī)制之間的關(guān)系尚未得到準(zhǔn)確充分的認(rèn)識(shí),全面分析EMs 的發(fā)病機(jī)制可對(duì)臨床不孕患者的治療起到指導(dǎo)作用。miRNA 之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,一種miRNA 可能作用于多種信號(hào)通路、靶位點(diǎn),一種靶位點(diǎn)可能受多種miRNA調(diào)控,這種復(fù)雜的網(wǎng)狀通路的形成促進(jìn)了EMs 的發(fā)生、進(jìn)展。單從某一個(gè)方面著手進(jìn)行治療,往往得不到預(yù)想的結(jié)局。EMs 至今無法根治,對(duì)患者生活質(zhì)量造成的不良影響也缺乏有效的干預(yù)手段,目前臨床醫(yī)生應(yīng)著眼于多種復(fù)雜性機(jī)制網(wǎng),根據(jù)不同情況采取個(gè)體化治療措施、長(zhǎng)期管理、對(duì)癥治療,改善患者生活質(zhì)量,提高患者妊娠率。