自噬和外泌体在子宫内膜异位症中的研究进展论文_李文菊1 曾莉2 罗德毅2 张丽2 张向华2 易华娅2 熊薇

自噬和外泌体在子宫内膜异位症中的研究进展论文_李文菊1 曾莉2 罗德毅2 张丽2 张向华2 易华娅2 熊薇

李文菊1 曾莉2 罗德毅2 张丽2 张向华2 易华娅2 熊薇2 胡成凤2 刘小古2 程 力3 曹俊岩3 游方3 (1贵阳中医学院2017级研究生 贵州贵阳 550001;2贵阳中医学院第二附属医院妇科 贵州贵阳 550001;3贵阳中医学院 贵州贵阳 550001)

摘要:子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是妇女的常见病与多发病,也是妇科领域的研究热点。自噬是细胞内能量代谢和自我更新机制,在生物发育和维持机体稳态过程中发挥重要作用[5]。而外泌体被视为特异性分泌的膜泡,参与细胞间通讯。最近研究发现EMs患者在位内膜及异位内膜自噬水平均异于正常内膜组织;EMs患者可能分泌特异性外泌体[6]。自噬与外泌体或许会成为EMs诊断和治疗新的突破口。

关键词:子宫内膜异位症;自噬;外泌体

子宫内膜异位症是指具有活性的子宫内膜组织(腺体或间质)出现在子宫内膜以外的部位[1]。其主要表现为慢性盆腔痛、月经不调、不孕等[2]。子宫内膜异位症尽管为良性疾病,却有恶性肿瘤疾病的特征:种植、侵袭、转移[3]。它的发病率在育龄妇女中占10%~15%,呈逐年上升趋势[4]。其发病机制至今尚未阐明。经历种植学说→体腔上皮化生学说→淋巴及静脉播撒学说→遗传学说→诱导学说等。但这些学说并不能完全阐释EMS的发病机制,最近研究认为自噬与外泌体在EMS的发病过程中起到重要作用。本文将对自噬和外泌体学说与子宫内膜异位症发病机制相关性作一个概述。

一、自噬

自噬(autophagy)是广泛存在于真核细胞中的生命现象,是生物在其发育、老化过程中都存在的一个净化自身多余或受损细胞器以及维持细胞稳态的共同机制[7]。自噬可分为三种:巨自噬(macro-autophagy)、微自噬(micro—autophagy)及分子伴侣介导的自噬(chaperone—mediated autophagy)[8]。自噬是真核细胞所特有的保护机制,具有高度保守性及双面性两种特性:适度激活的自噬可使细胞免于死亡;过度激活的自噬使细胞发生严重损伤。自噬的形成过程:一种双层膜结构(自噬体)包裹细胞内的受损细胞器及部分细胞质,然后自噬体和溶酶体结合形成自噬溶酶体,对包裹物进行降解再利用[9]。

1.自噬相关因子在子宫内膜异位症中的研究进展

为了明确自噬与子宫内膜异位症的关系,研究者们对微管相关蛋白轻链3、beclin-1、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、HIF-1α(缺氧诱导因子-1α)等自噬相关因子进行了试验性研究,虽然不同研究者研究结论存在争议,但最终研究结果表明子宫内膜异位症患者的在位及异位内膜细胞自噬相关因子水平皆异于正常内膜。

1)微管相关蛋白轻链3

微管相关蛋白轻链3(microtubule-associated protein light chain 3,LC3)是酵母自噬相关基因 Atg8 在哺乳动物细胞的同源基因,作为自噬体的特异性标志蛋白,其表达水平的高低可以反映自噬水平的高低[10]。李琳用免疫组织化学方法检测EMs 在位内膜组织中LC3 表达低于正常子宫内膜组织,且在Ⅲ~Ⅳ期EMs 中表达低于Ⅰ~Ⅱ期,初步提示了EMs的发生可能与在位内膜的自噬活性减弱有关,内膜细胞整体增殖能力增强,是EMs 发生的基础,细胞的增殖、迁移、入侵及血管形成能力的增强可能是内膜细胞远处种植的微环境[11]。刘美龄等用Real-timePCR 检测法研究显示LC-3mRNA 在卵巢子宫内膜异位症不同临床分期中,异位内膜组Ⅲ ~Ⅳ期LC-3mRNA 表达显著低于Ⅰ ~Ⅱ期[12]。汤婷婷等研究显示卵巢子宫内膜异位囊肿与正常子宫内膜组织LC3的低表达可能是子宫内膜异位症(EMs)的致病因素之一[13]。

2)beclin-1

beclin-1是酵母 ATG6 基因在哺动物的同源类似物,是自噬的相关基因,其表达水平的高低可以反映自噬水平的高低[14]。Yuefang Ren等用RT-PCR分析法显示在体外培养的子宫腺肌病在位子宫内膜和与正常子宫内膜组织相比,其基质细胞Beclin 1蛋白表达明显降低[15]。李月红等采用免疫组织化学SABC法检测子宫内膜异位内膜组织及正常子宫内膜组织beclin-1的定位表达及采用免疫印迹检测内膜组织beclin一1的蛋白水平。结果显示beclin-1在子宫内膜异位内膜组织中处于低表达状态,且与子宫内膜异位症的发生发展及严重程度呈负相关[16]。

3)哺乳动物雷帕霉素靶蛋白

Choi J的研究发现哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是自噬的主要负调控因子。mTOR活性在子宫内膜异位病灶异常增加。他们实验结果证明卵巢子宫内膜异位囊肿的mTOR活性异常而至自噬减少,从而导致子宫内膜细胞自噬的变化[17]。

4)HIF-1α(缺氧诱导因子-1α)与Beclin、LC3

T.-X等用CCK-8法和流式细胞仪分析方法显示HIF-1α(缺氧诱导因子-1α)升高与异位内膜组织中miR-210高表达有关。缺氧诱导miR-210高表达会通过影响Beclin-1轴从而提高细胞存活率而促进自噬,导致子宫内膜异位症的进展[18]。Bellot G等的研究显示缺氧导致HIF-1α升高,随后激活下游基因BNIP3与Bcl-2和Bcl-xL竞争与Beclin的发生互动而触发自噬,进而促进子宫内膜异位症的进展[19]。Liu H用免疫组织化学与免疫印迹分析发现子宫内膜异位症患者高表达HIF-1α和自噬相关蛋白LC3,HIF-1α促进细胞自噬从而促进胚胎干细胞的侵袭和转移。因此,他们认为自噬可能参与了子宫内膜异位症病理进展[20]。

2.自噬在子宫内膜异位症治疗相关方面研究进展

针对子宫内膜异位症,目前大多数研究主要是将LC3、Beclin-1等作为实验指标,用维甲酸、抗缪勒激素、羟氯喹等治疗子宫内膜异位症后观察LC3、Beclin-1水平的变化以及子宫内膜异位病灶变化。维甲酸与抗缪勒激素是促进子宫内膜间质细胞自噬,从而抑制子宫内膜异位细胞的凋亡而达到减灭子宫内膜异位病灶的作用。而羟氯喹则是通过抑制子宫内膜自噬而抑制子宫内膜间质细胞的凋亡,从而减灭子宫内膜异位病灶。虽然两者研究结果在自噬与子宫内膜异位症的关系上结论相反,但最终实验结果均表示其药物对子宫内膜异位病灶有减灭作用。

1)维甲酸

Huixia Lu等用RT-qPCR 2−ΔΔCt 分析方法表明用维甲酸(Retinoic acid,RA)后,LC3、Beclin-1表达均上升,子宫内膜间质细胞(endometriotic stromal cell,ESC)自噬增强,并显示LC3,Beclin-1表达与子宫内膜异位症临床分期呈负相关,最终的出结论:RA能诱导子宫内膜异位细胞的自噬,从而抑制子宫内膜异位症的进展[21]。

2)抗缪勒激素

Mostafa A.Borahay研究表示,用抗缪勒激素(AMH)后,AMH通过诱导 LC3-II 蛋白增加从而诱导子宫内膜异位细胞自噬,进而抑制子宫内膜异位症的进展。最终得出结论:AMH具有抑制细胞生长并诱导细胞自噬以及促进异位内膜细胞凋亡作用[22]。

3)羟氯喹

A Ruiz等用蛋白质印迹杂交方法显示,使用羟氯喹(自噬通量抑制剂)后LC3β-II增加,自噬通路在异位和在位子宫内膜异位症的小鼠模型中失调,它降低了人类子宫内膜异位症内膜细胞体外的生存能力。羟氯喹可以减少病变数量和破坏病变组织,子宫角子宫内膜异位症小鼠与对照组相比,自噬标记的RNA水平降低。他们的研究显示羟氯喹通过抑制自噬有效促进人子宫内膜异位细胞凋亡和减少子宫内膜异位病灶的数目[23]。

二、外泌体在子宫内膜异位症相关方面研究

外泌体(exosome)是指包含了复杂 RNA 和蛋白质的小膜泡(30-150nm),现今,其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现[24-25]。它可以包裹、传递miRNA、DNA及蛋白质等多种重要物质。广泛存在于血液、唾液、尿液、腹水等多种体液中[26]。近年来,针对外泌体的研究越来越多,主要集中在外泌体和肿瘤的关系上,很多研究认为外泌体在肿瘤的发展过程中,通过增强肿瘤细胞侵袭能力、诱导肿瘤血管新生、建立转移微环境等途径,在肿瘤的转移上发挥着重要作用[27-29]。在其与子宫内膜异位症相关研究方面,May KE等发现大多数试图识别子宫内膜异位症的外周生物标记物的研究都集中在血浆、血清或尿液中[30]。

Harp D等研究的结果显示来自胚胎干细胞的自分泌/旁分泌的exosomes在子宫内膜异位症的发展中扮演重要角色。子宫内膜异位症患者与对照组相比有差异表达的miRNA模式的外来体。并推测,exosome miRNAs是子宫内膜异位症的后遗症[31]。Dillon C等研究显示囊泡或分子标记物在阴道灌洗和阴道拭子检测可能提供一种新的非侵入性诊断。与生殖健康的动物相比,子宫内膜异位症模型的颗粒浓度明显降低30倍[32]。Laura Texidó等使用免疫印迹法对四体标记抗体(CD9、CD63、CD81和HSP70的表达100%)检测证明子宫内膜异位囊肿和单纯囊肿中46%的这些结构均存在。而CD9是最适合的子宫内膜异位症exosome标记物,因为它在目前所有的exosome样本分析中,它来源于上皮性子宫内膜细胞[33]。

综上,子宫内膜异位症的发病机制至今尚不明确,早期诊断困难,目前诊断子宫内膜异位症的金标准结合了腹腔镜检查和活检。利用胞外体的生物标志物可能使该病的早期诊断进入一个新的里程。自噬作为新的生物研究热点,目前主要是在早期诊断及治疗方面均有研究,而在早期诊断方面不同研究学者又得出了不同的研究结果。在治疗方面,对自噬机制进行抑制或促进的方法均有研究结果显示其对子宫内膜异位病灶有减灭作用。可见,自噬与子宫内膜异位症相关的发病机制研究尚未成熟,医学界不同的研究学者得出的结果不尽相同。外泌体在与子宫内膜异位症发病机制相关方面研究较少,研究者们均提出外泌体对子宫内膜异位症的诊断价值是不可估量的,根据子宫内膜异位症分泌的特异性外泌体标记物而明确诊断子宫内膜异位症。但是,目前人们对于自噬和外泌体在子宫内膜异位症中所起的作用及机制的认识还比较局限,自噬在对子宫内膜间质细胞所起的具体机制尚未阐明,子宫内膜异位症的特异性外泌体标记物也未明确,两者均有待深入研究。

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(本课题由何成瑶全国名老中医传承工作室建设项目、贵阳中医学院第二附属医院“十三五”优势学科建设项目、贵州省本科高校一流课程建设项目、贵州省一流学科中医妇科建设项目资助)

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论文作者:李文菊1 曾莉2 罗德毅2 张丽2 张向华2 易华娅2 熊薇

论文发表刊物:《航空军医》2018年8期

论文发表时间:2018/7/3

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