陳 翠 徐傳花
多囊卵巢綜合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)是一種生殖內(nèi)分泌紊亂性疾病,常見于生育期婦女,且發(fā)病率正在逐漸上升[1]。其臨床特征主要為月經(jīng)不調(diào)、排卵障礙(有或稀發(fā))以及雄激素的代謝異常(高雄激素血癥多見)。據(jù)報(bào)道,PCOS 患者中有75%的婦女合并胰島素抵抗(Insulin Resistance,IR)和高胰島素血癥,并且其中約50%的婦女循環(huán)性黃體生成激素水平升高[2]。
有證據(jù)表明,長期患有PCOS 的婦女子宮內(nèi)膜往往會受到一定的影響,導(dǎo)致其患上不孕癥和子宮內(nèi)膜疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。在PCOS 婦女中,由于其稀發(fā)排卵或無排卵,子宮內(nèi)膜中的孕酮和孕酮退縮的調(diào)節(jié)作用不理想或不存在,組織單一地受到雌二醇的刺激和促有絲分裂作用,不會經(jīng)歷正常子宮內(nèi)膜由細(xì)胞“增殖-分化-蛻膜”的基因表達(dá)過程和相關(guān)性類固醇激素的變化,進(jìn)而性類固醇激素失衡,從而可能導(dǎo)致PCOS患者子宮內(nèi)膜過度增生和異常子宮出血,以及發(fā)生相關(guān)癌癥的風(fēng)險(xiǎn)增加。
1.1 子宮內(nèi)膜增生據(jù)報(bào)道,目前患有PCOS的女性發(fā)生子宮內(nèi)膜增生的概率為12%~49%[2]。PCOS患者由于孕酮稀少或無,子宮內(nèi)膜長期且單一地在雌激素的作用下增殖而過度生長。相關(guān)研究[3-4]報(bào)道,子宮內(nèi)膜的增生是與雌激素作用于子宮內(nèi)膜的時(shí)間緊密相連的,但造成子宮內(nèi)膜過度增生的確切病理生理機(jī)制尚不清楚。而Villavicencio 等[5]研究發(fā)現(xiàn),在PCOS 患者中,信號通路中的下游蛋白AKT 或PI3K/AKT 途徑在子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞上的過度表達(dá),促進(jìn)其細(xì)胞的增殖,從而導(dǎo)致子宮內(nèi)膜上皮異?;蚍堑湫驮錾?,甚至發(fā)生子宮內(nèi)膜癌。
1.2 子宮內(nèi)膜癌子宮內(nèi)膜癌是常見的婦科腫瘤之一。90%的子宮內(nèi)膜癌表現(xiàn)出惰性的Ⅰ型子宮內(nèi)膜樣變即雌激素依賴性模式,而剩下10%則是病情較為嚴(yán)重的Ⅱ型漿液性/透明細(xì)胞瘤,或罕見但極具侵略性的癌肉瘤[6-7]。而PCOS使婦女患子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險(xiǎn)增加了2.7倍[2]。主要原因是類固醇性激素失衡,子宮內(nèi)膜單一地長期暴露于雌激素中;部分原因是有些PCOS婦女通過外源性孕激素治療或排卵誘導(dǎo)后處于分泌期的子宮內(nèi)膜表現(xiàn)出孕酮拮抗,以及控制類固醇作用和細(xì)胞增殖的基因表達(dá)失調(diào)[8];還有一些原因可能與PI3K/AKT/mTOR通路有關(guān)。C Palladino等[9]研究顯示,合并IR 的PCOS 患者,其子宮內(nèi)膜過度增生和發(fā)生癌變的基礎(chǔ)是PI3K/AKT 信號通路的過度表達(dá)。且Kayisli[10]和Quezada[11]的研究正好揭示了兩者之間的關(guān)系,即PI3K/AKT通路的過度表達(dá),既能促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞增生,又能抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞的凋亡,從而使子宮內(nèi)膜細(xì)胞維持增生的狀態(tài),進(jìn)而可能轉(zhuǎn)變?yōu)榘?。華紹芳等[12]的研究更加具體地顯示了胰島素對整個(gè)通路的重要調(diào)節(jié)作用:由于胰島素受體在子宮內(nèi)膜細(xì)胞的過度表達(dá),進(jìn)而過度激活I(lǐng)NSR/PI3K/AKT通路,若該P(yáng)COS患者伴有高胰島素血癥,兩者結(jié)合則會進(jìn)一步激活該通路,從而放大其細(xì)胞增殖的效應(yīng),進(jìn)而為子宮內(nèi)膜細(xì)胞過度或異常增生及發(fā)生癌變提供了基礎(chǔ)。還有報(bào)道[13]稱,相比于大多數(shù)參與癌癥的信號通路,PI3K/AKT/mTOR 途徑發(fā)生異常的可能性較高,并且該途徑在癌細(xì)胞中的異常激活主要是由PTEN、AKT、PI3K、mTOR、TSC1和TSC2等相關(guān)基因組的改變導(dǎo)致的。如果該信號傳導(dǎo)途徑的主要成分失調(diào),則會影響與之相關(guān)的其他下游信號傳導(dǎo)途徑的激活,從而進(jìn)一步導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。Wang Y等[14]研究表明,hsa-circ-0002577通過調(diào)節(jié)IGF1R 和PI3K/AKT 信號通路誘導(dǎo)EC 細(xì)胞增殖和遷移。相關(guān)研究[15]顯示,PI3K/AKT/mTOR 抑制劑在晚期或復(fù)發(fā)性子宮內(nèi)膜癌能起作用,但相關(guān)論證研究僅有2 篇,且論證力度不夠,故要將PI3K/AKT/mTOR 抑制劑運(yùn)用于子宮內(nèi)膜癌仍有待商榷。歷年來關(guān)于PCOS與子宮內(nèi)膜癌之間的關(guān)系的討論一直存在,所以相關(guān)研究仍需進(jìn)一步進(jìn)行。
PI3K/AKT/mTOR信號通路能夠促進(jìn)蛋白合成、細(xì)胞生長和能量代謝,且在調(diào)控細(xì)胞周期上也起著積極的作用;還能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖、抑制細(xì)胞的凋亡,同時(shí)在對細(xì)胞自噬的調(diào)控上也占有一席之地[16]。相關(guān)研究[17]證實(shí),PI3K/AKT/mTOR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以防止卵母細(xì)胞成熟過程中原始卵泡的損傷。而PCOS表現(xiàn)為卵巢內(nèi)有多個(gè)未發(fā)育成熟的卵泡,故該通路在一定程度上與PCOS有關(guān)。
2.1 PI3KPI3K是一種脂質(zhì)激酶,其通過接收來自G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)和受體酪氨酸激酶(RTK)的信號。PI3K的激活主要發(fā)生在質(zhì)膜靠近其基質(zhì)的內(nèi)側(cè)。其細(xì)胞外生長因子,如成纖維細(xì)胞生長因子、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、胰島素(INS)和信號傳導(dǎo)化合物等,均可以通過激活RTK 或GPCR,引起自磷酸化,從而激活PI3K,激活整個(gè)下游通路。
2.2 AKTAKT 是一種蛋白激酶,在整個(gè)信號通路上起著關(guān)鍵性的作用,其活化可以介導(dǎo)其下游效應(yīng)子的磷酸化。其中AKT 對抑癌基因P27 的磷酸化,使P27對卵母細(xì)胞發(fā)育的抑制作用喪失[18]。而IR使胰島素對機(jī)體的敏感性下降,PI3K/AKT 又屬于胰島素信號調(diào)節(jié)的主要信號通路,兩者作用相反,導(dǎo)致在PCOS患者IR 狀態(tài)下,相對抑制了PI3K/AKT 信號通路,對P27 基因磷酸化作用減弱,造成PCOS 患者卵泡成熟障礙。
2.3 mTOR雷帕霉素的哺乳動(dòng)物靶點(diǎn)mTOR 是一種蛋白激酶,其位于整個(gè)通路的尾端,主要也是通過通路的激活,起到促進(jìn)細(xì)胞增殖、蛋白合成以及能量代謝的作用。mTOR 主要分為兩類:mTORC1和mTORC2。兩者最大的區(qū)別是對雷帕霉素的敏感性不同,前者對雷帕霉素敏感,而后者不敏感[19]。
2.4 PTENPTEN 是一個(gè)PIP3-磷酸酶,其功能正好是對PI3K的負(fù)調(diào)控。Adhikari等[20]指出,PTEN抑制卵泡活化。此外,Goto 等[21]還發(fā)現(xiàn)排卵前PTEN 的表達(dá)高于卵泡期,提示PTEN 抑制了PI3K-Akt 信號通路。如果PI3K-Akt 信號傳導(dǎo)通路被過度激活,則會導(dǎo)致未成熟卵泡并產(chǎn)生許多小卵泡。
3.1 INS 調(diào)控PI3K/AKT 信號通路間接聯(lián)系PCOS眾所周知,INS 在PCOS 中起主要作用。而PI3K-AKT-mTOR 信號通路促進(jìn)細(xì)胞生長,且是不同細(xì)胞類型中細(xì)胞增殖所必需的。PI3K-AKT-mTOR途徑在胰島素途徑中起主要調(diào)節(jié)作用,且是經(jīng)典的胰島素信號通路[22-23]。其調(diào)控過程如下:INS與胰島素受體(INSR)結(jié)合誘導(dǎo)受體自身磷酸化,然后募集和磷酸化IRS-1,PI3K 接收到來自INS 的信號后,使AKT 從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上;再分別通過磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1(PDK-1)、mTORC2磷酸化蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)(The308)、絲氨酸磷酸化位點(diǎn)(Ser473),完全激活A(yù)KT;AKT 激活后,可以通過直接或間接的途徑磷酸化mTORC1。
研究[24-25]發(fā)現(xiàn),PCOS 患者常常并發(fā)IR,故INS 與PCOS 密切相關(guān),且上述INS 的激活途徑證明其在PI3K/AKT/mTOR 信號通路中起到關(guān)鍵作用。相關(guān)研究[26]顯示,INS可以通過PI3K-Akt途徑促進(jìn)細(xì)胞增殖。加之,子宮內(nèi)膜除了對雌二醇、孕酮和雄激素有反應(yīng)外,對胰島素的變化也能作出反應(yīng)。PCOS 婦女由于長期無排卵,孕激素生成不足,INS 分泌增加,由于胰島素能夠抑制子宮內(nèi)膜的蛻膜化,從而使子宮內(nèi)膜增殖期延長,患者子宮內(nèi)膜不能按照正常月經(jīng)周期脫落,可能導(dǎo)致異常子宮出血、不孕癥和子宮內(nèi)膜增生的患病風(fēng)險(xiǎn)增加。在子宮內(nèi)膜組織中已經(jīng)檢測到INS以及與其相關(guān)的生長因子(IGFs)、結(jié)合蛋白(IGFBPs)和高親和力IGFBPs 的特異性受體[27]。Amin 等[28]研究表明,與正常人相比,PCOS 患者IGF-1的表達(dá)明顯較高。而李麗華[29]的實(shí)驗(yàn),在Amin 實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,又補(bǔ)充了一點(diǎn),即合并胰島素抵抗的PCOS 患者的血清IGF-1濃度與沒有合并癥的PCOS患者存在明顯差異(P<0.05),這表明IGF-1 一方面與PCOS 有關(guān),另一方面與IR 也存在一定關(guān)系。綜上,可以大概得出:PCOS 患者子宮內(nèi)膜能夠?qū)NS、INSR、IRS、IGFs 及IGFBPs都有所表達(dá),且相關(guān)的研究支持其往往都在子宮內(nèi)膜組織中呈過度表達(dá)。而這些因子的過度表達(dá)恰恰使得PI3K/AKT 信號通路過度激活,從而促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞異?;虿坏湫驮錾矠槠湎蜃訉m內(nèi)膜癌的轉(zhuǎn)變奠定了病理基礎(chǔ)。此外,胰島素還能夠增加芳香化酶的活性,而芳香化酶是雄激素向雌激素轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶,故雄激素的轉(zhuǎn)化率升高,從而產(chǎn)生更多的雌激素[30]。因此,子宮內(nèi)膜能夠更大概率地接觸到雌激素,進(jìn)而使得PCOS 婦女易患子宮內(nèi)膜增生及子宮內(nèi)膜癌等病。另外,VEGF還會受到胰島素的刺激,使得VEGF mRNA 表達(dá)增加,而VEGF 又是可以誘導(dǎo)整個(gè)通路激活的因子,因此使得信號通路的過度表達(dá),從而促進(jìn)腫瘤血管生成[31];另一方面,胰島素可以表達(dá)某些基因,促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡,加快子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展。同樣有研究顯示,AKT/mTOR/RPS6信號通路過度激活可導(dǎo)致IR,且合并高雄激素血癥的患者則會因其過度表達(dá)而加重IR。高胰島素血癥一方面可以使卵巢雄激素合成增多,另一方面可以介導(dǎo)INS/AKT 途徑的過度激活,且雄激素的增多還會加重IR[32],故對于PCOS 合并高胰島素血癥一定要積極治療。
3.2 PI3K/AKT 信號通路關(guān)鍵蛋白在PCOS 的直接表達(dá)馬欣等[33]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PCOS 患者中該通路的AKT表達(dá)增高,提示PI3K/AKT信號通路與PCOS密切相關(guān)。相關(guān)研究[34]表明,患有子宮內(nèi)膜增生的PCOS患者體內(nèi)AKT 磷酸化增加。張慧英等[26]研究顯示,PCOS 組患者、PCOS 組子宮內(nèi)膜增生及癌變患者、胰島素抵抗患者的子宮內(nèi)膜組織中p-AKT 蛋白的表達(dá)水平均較正常子宮內(nèi)膜組織高,表明PCOS 患者子宮內(nèi)膜中胰島素PI3K/Akt信號通路的過度活化,容易導(dǎo)致子宮內(nèi)膜增生及癌變。Matà 等[9]研究發(fā)現(xiàn),PCOSIR 患者發(fā)生子宮內(nèi)膜過度增生或癌變的概率高于正常子宮內(nèi)膜組織,究其原因?yàn)镻I3K/AKT 信號通路的過度激活。另一項(xiàng)研究[35]表明,PCOS 患者子宮內(nèi)膜PI3K、p-AKT、AKT蛋白表達(dá)高于正常子宮內(nèi)膜組織。而馬文聰?shù)萚36]的研究則是論證了P38/MAPK通路阻滯劑SB203580發(fā)揮其阻滯作用,提高了PCOS患者卵巢顆粒細(xì)胞PI3K/Akt 通路的活性。上述研究均揭示了PCOS與該通路密切相關(guān)。雖然目前這些發(fā)病機(jī)制與內(nèi)在聯(lián)系仍還需要更多的研究闡明,但是,PI3K/AKT/mTOR 信號通路的激活,從而導(dǎo)致PCOS 患者發(fā)生子宮內(nèi)膜病變,正在逐步得到證實(shí)。
3.3 中藥或中藥提取物調(diào)控PI3K/AKT信號通路改善PCOS 的實(shí)驗(yàn)研究臨床上部分實(shí)驗(yàn)也進(jìn)一步證實(shí)相關(guān)藥物可能通過調(diào)控PI3K/AKT信號通路來改善PCOS。林清[37]研究發(fā)現(xiàn),歸術(shù)益坤方通過抑制來曲唑介導(dǎo)的PCOS 大鼠卵巢組織中PI3K/AKT 信號通路的過度激活,調(diào)控卵巢顆粒細(xì)胞的增殖和凋亡,改善卵巢功能,促進(jìn)卵泡發(fā)育。莫陽等[38]通過觀察LH、FSH、E2、T 等激素水平,得出左歸丸可以通過上調(diào)大鼠卵巢組織中PI3K/AKT 通路中相關(guān)重要因子的基因表達(dá),從而改善PCOS 大鼠的癥狀。彭孟凡等[39]研究表明,小茴香總黃酮可能通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT 通路來改善PCOS-IR 模型大鼠代謝異常。劉敏等[40]則選用不同劑量組的桂枝茯苓丸,最后發(fā)現(xiàn)其可以激活顆粒細(xì)胞PI3K/AKT/mTOR 信號通路,從而改善卵巢功能及IR,且高劑量的療效更顯著。尚有研究[41]表明,葛根素可能通過激活PI3K/AKT通路,降低PCOS模型大鼠胰島素水平。而一項(xiàng)關(guān)于花青素的研究[42]表明,其可能通過促進(jìn)PI3K/AKT 活化來改善PCOS 大鼠的卵巢功能。但由于這些藥物研究仍處于初期,只是提供較高的可能性,日后仍需更多的研究進(jìn)行佐證。
既往學(xué)者普遍認(rèn)為,PCOS 患者發(fā)生子宮內(nèi)膜病變是由于患者孕酮稀少或無,子宮內(nèi)膜長期且單一地在雌激素的作用下增殖所導(dǎo)致的。而目前的研究證實(shí)了其還受PI3K/AKT/mTOR 信號通路的影響,主要是由于胰島素相關(guān)因子在子宮內(nèi)膜組織中的過度表達(dá),從而使PI3K/AKT途徑過度激活,進(jìn)而導(dǎo)致子宮內(nèi)膜病變。因此,抑制該通路的過度激活或者該通路上某個(gè)蛋白是否可以減緩或抑制PCOS患者子宮內(nèi)膜病變的形成?如果可以,則拓寬了PCOS 子宮內(nèi)膜病變在新的領(lǐng)域的治療手段。