李夢雪 張紫薇 王艷
子宮腺肌病是指子宮內(nèi)膜腺體與間質(zhì)侵入子宮肌層并伴有周圍肌細胞的代償性增生及肥大。在形成過程中,多種細胞因子,包括侵襲、黏附、炎癥因子、激素受體的分泌增加以及新生血管的形成共同作用,促進了子宮腺肌病異位病灶的發(fā)生、發(fā)展。主要表現(xiàn)為經(jīng)量增多、經(jīng)期延長、逐漸加重的進行性痛經(jīng),還可伴有性交痛、慢性盆腔痛等。子宮腺肌病的發(fā)病機制目前尚未完全明確,大部分人認為與激素、多次妊娠及分娩、人工流產(chǎn)、慢性炎癥等因素所造成子宮內(nèi)膜損傷有關(guān)。子宮腺肌病雖然是一種良性疾病,但卻具有與惡性腫瘤相同的浸潤、轉(zhuǎn)移性特點[1]。Janus 激酶2/ 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子3(the Janus kinase2/ signal transducer and activator of tran-scriptions3,JAK2/STAT3)信號通路則是腫瘤形成的最重要的通路之一,可以通過多種激活因子、STAT3 共價修飾等多種途徑進行調(diào)節(jié)。而子宮腺肌病患者異位病灶中具有多種參與JAK2/STAT3信號通路的激活因子,使STAT3發(fā)生磷酸化而激活下游的JAK2/STAT3通路,而STAT3的激活又反過來促進某些激活因子的表達,從而使子宮腺肌病患者異位病灶持續(xù)增殖、抗凋亡能力增強[2]。本文探討JAK2/STAT3信號通路與子宮腺肌病的相關(guān)性,不僅可以研究腺肌病的病因與發(fā)生機制,還可以為子宮腺肌病的預(yù)防和生物治療提供新的方法與思路。
1、炎癥因子與JAK2/STAT3信號通路:炎癥反應(yīng)是由多種致病因素引起的以防御為主的反應(yīng)。參與炎癥調(diào)控的有激素、細胞黏附分子以及多種體液因子(包括促炎和抗炎因子,炎癥介質(zhì))等。在急慢性炎癥反應(yīng)中,細胞釋放的炎癥介質(zhì)可以活化多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng),而JAK2/STAT3信號通路即是參與炎癥的重要通路之一,主要通過IL-1、IL-6、IL-10、IL-17、生長因子受體等炎癥因子激活[3]。其中IL-6主要由多種炎細胞合成,在促進細胞增殖、抑制細胞凋亡、參與白細胞趨化、黏附的過程中發(fā)揮著重要作用。實驗表明[4]子宮內(nèi)膜異位癥患者的體內(nèi)IL-6水平可升高214倍,而且子宮腺肌病患者血清中IL-6的表達也明顯高于對照組。該試驗結(jié)果與慢性炎癥對子宮基層的破壞使得子宮內(nèi)膜與肌層之間的屏障破壞,從而促進了子宮內(nèi)膜腺肌病發(fā)生的結(jié)論相符合[5-6]。IL-6激活JAK2/STAT3的基本過程可概括為細胞因子IL-6 及其受體與配體結(jié)合后二聚體化并可磷酸化JAK 激酶,激活下游信號效應(yīng)分子STAT,被酪氨酸磷酸化的STAT可形成二聚體,進入細胞核調(diào)控相關(guān)基因的表達,從而激活JAK2/STAT3信號通路。而IL-6不僅是JAK2/STAT3信號通路的重要激活因子,同時也是銜接炎癥和腫瘤最重要的炎癥因子之一,IL-6激活的STAT3在誘導(dǎo)和維持腫瘤炎癥微環(huán)境以及在促進腫瘤發(fā)展與轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用[7]。在腫瘤細胞中,隨著炎癥因子刺激的增加,STAT3常處于過度活化狀態(tài),導(dǎo)致了多種趨化因子的釋放增加,進一步引起炎癥/免疫細胞的浸潤增加。反過來IL-6也維持了這些循環(huán)腫瘤細胞的存活,主要是依賴于STAT3 的活化。隨著促炎因子的釋放增加,腫瘤相關(guān)性炎癥不斷加重,腫瘤則因此不斷發(fā)展。
2、JAK2/STAT3與細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白(suppressors of cytokine signaling,SOCS):此外,體內(nèi)還存在著負反饋調(diào)節(jié)機制預(yù)防體內(nèi)JAK2/STAT3信號通路的過度激活,主要由細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白SOCS參與調(diào)節(jié)[8-9]。SOCS家族主要成員包括SOCS1-7、SOCS3、CIS等 ,是JAK/STAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的負調(diào)控因子,具有相似的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,都是由氨基端、中央?yún)^(qū)SH2 結(jié)構(gòu)域與C羧基端的SOCS盒組成,細胞因子通過STAT信號途徑誘導(dǎo)SOCS 基因進行表達。其中以SOCS3的研究最為廣泛和深入。SOCS3可被紅細胞生成素、瘦素、IL-6、粒細胞集落刺激因子等多種因子誘導(dǎo)表達,是SOCS家族中最活躍的成員之一,同時也是JAK2/STAT3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中最重要的抑制因子,該蛋白通過抑制STAT3的磷酸化使STAT3的激活受阻從而阻抑JAK2/STAT3信號通路,減少炎性因子和凋亡基因等的表達,抑制細胞增殖,使細胞凋亡和增殖處于一個動態(tài)平衡狀態(tài),維持細胞的正常功能與活性[10]。
相關(guān)研究證明,子宮腺肌病肌壁間的異位內(nèi)膜中STAT3呈強陽性表達,而SOCS3卻存在表達缺失,使得JAK2/STAT3信號通路處于過度活化狀態(tài),卻無法抑制細胞生長,動態(tài)平衡被破壞,從而對子宮腺肌病的發(fā)生發(fā)展起到了一定的作用[11]。
1、雌激素:子宮腺肌病是激素依賴性疾病。有學(xué)者[12]提出子宮內(nèi)膜-肌層界面(EMI)是一個非常重要的區(qū)域,該區(qū)域細胞自身具有旺盛的生長活力且子宮內(nèi)膜缺乏內(nèi)膜下層,使得內(nèi)膜與肌層直接接觸,所以對局部激素特別敏感,高雌激素刺激子宮內(nèi)膜過度增生,過度生長的子宮內(nèi)膜即容易侵入子宮肌層而發(fā)病。相關(guān)實驗證明[13],子宮腺肌病患者的月經(jīng)血中雌激素水平要比正常女性的雌激素水平明顯升高很多,與樂杰等[14]提出的子宮腺肌病形成可能與高雌激素有關(guān)的結(jié)論相一致。而雍敏婕等[15]的研究認為子宮腺肌病患者子宮內(nèi)膜的雌激素受體(ER)明顯比正常女性子宮內(nèi)膜雌激素受體水平高,此觀點證明雌激素可能是子宮腺肌病發(fā)病的主要原因之一。
2、雌激素與JAK2/STAT3信號通路:另外,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)雌激素可調(diào)控IL-6 的表達[16]。王建等[17]通過對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)雌激素以及雌激素受體能夠上調(diào)細胞上清液中IL-6的分泌量,而分泌的IL-6又可激活細胞下游STAT3 信號通路,促進STAT3 蛋白的磷酸化并表達。與Binai等[18]研究發(fā)現(xiàn)的雌激素可以激活STAT3信號相一致,從而進一步提示了雌激素信號與IL-6、STAT3三者之間可能存在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
1、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的作用:子宮腺肌病被認為是一種內(nèi)源性子宮內(nèi)膜異位癥,具有侵襲血管生長等與內(nèi)異癥相似的發(fā)生途徑。同時肌層中的子宮異位內(nèi)膜在增長過程中也需要新生血管來供血。研究發(fā)現(xiàn),VEGF是最關(guān)鍵的血管生成因子之一,能夠特異作用于血管生成細胞,以促進新生血管的形成[19]。在病理情況下,VEGF出現(xiàn)異常的表達,在缺血缺氧情況下可刺激VEGF的表達上調(diào),通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞的增殖,促進新生血管的形成,改善組織血供[20]。
2、VEGF與JAK2/STAT3信號通路:相關(guān)實驗證實,子宮腺肌病患者體內(nèi)IL-6能直接誘導(dǎo)VEGF的表達[21]??梢姵薞EGF參與內(nèi)異癥的形成機制外,IL-6對于異位子宮內(nèi)膜繼續(xù)生長也可通過VEGF途徑提供支持。另外研究證實[22-23],VEGF啟動子上存在著與STAT3 蛋白相結(jié)合的位點,活化的STAT3 直接與VEGF結(jié)合,以誘導(dǎo)VEGF的轉(zhuǎn)錄表達。相關(guān)研究表明STAT3 是腫瘤血管內(nèi)皮細胞增殖、遷移和微血管形成過程中不可或缺的與抑制STAT3活性就能抑制腫瘤血管內(nèi)皮細胞遷移和微血管形成的結(jié)論相一致。因此,STAT3可能是促進子宮腺肌病異位內(nèi)膜血管生成的主要因素之一。
1、基質(zhì)金屬蛋白酶:子宮腺肌病作為一種良性疾病,卻具有惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的特點。相關(guān)研究[24]發(fā)現(xiàn),子宮內(nèi)膜上皮細胞所具有的侵襲能力是通過基質(zhì)金屬蛋白酶降解細胞外基質(zhì)的作用形成的。這種降解作用突破了一道重要的生理屏障——細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix ECM),是導(dǎo)致子宮內(nèi)膜腺體及間質(zhì)向肌層生長的關(guān)鍵所在?;|(zhì)金屬蛋白酶(mat rix metalloproteinases,MMPs)是一類鋅離子依賴性酶,是降解ECM最關(guān)鍵的酶。MMP-1、MMP-2 和MMP-9 是MMP 家族中參與降解細胞外基質(zhì)的關(guān)鍵酶。上述實驗研究表明,子宮腺肌病異位內(nèi)膜腺體中MMP1的陽性表達率遠遠高于在位內(nèi)膜。該研究提示,異位子宮內(nèi)膜中MMP1的過度表達,可能與異位子宮內(nèi)膜中腺體所具有的強的蛋白水解能力和種植能力有關(guān)。MMP2在子宮腺肌病中的異位和在位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中陽性表達率均很高,這可能與子宮腺肌病異位內(nèi)膜侵襲能力有關(guān)。另外實驗表明[25],MMP-9蛋白的陽性表達部位主要位于子宮腺肌病異位內(nèi)膜腺上皮細胞的胞漿中,能使異位內(nèi)膜具有超強的水解蛋白的能力,可夠穿透其周圍的基底膜,降解局部的ECM,同時MMP9也有促血管形成的作用,從而對子宮腺肌病的形成起到了至關(guān)重要的作用。
2、MMPs-TIMPs平衡:基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子(tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)為MMPs 活性的特異性抑制因子,TIMPs通過調(diào)節(jié)MMPs的活性來調(diào)控ECM的更新,MMPs-TIMPs平衡是維持細胞外基質(zhì)內(nèi)環(huán)境以及完整性的決定因子。上述實驗研究表明,TIM P1、TIM P2在異位子宮內(nèi)膜的表達降低,而MMPS的陽性表達率則明顯升高,這與Tekle C所提出的[26]子宮腺肌病中MMP1—TIMP2的失調(diào)可能對子宮腺肌病的發(fā)生、發(fā)展起到了一定作用的結(jié)論相一致。
3、金屬蛋白酶與JAK2/STAT3信號通路:另外有研究[27-28]報道,p-STAT3在MMP-2及MMP-9的啟動子區(qū)有親和力結(jié)合位點,可調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9的轉(zhuǎn)錄表達,上調(diào)轉(zhuǎn)錄活性和蛋白表達水平,以增強轉(zhuǎn)移細胞株的侵襲轉(zhuǎn)移能力。綜上所述,JAK2/STAT3信號通路可上調(diào)金屬蛋白基酶,從而促進細胞外基質(zhì)的降解,促進子宮腺肌病的形成。
綜上所述,JAK2/STAT3信號通路與子宮腺肌病的發(fā)病息息相關(guān),子宮腺肌病患者體內(nèi)具有大量可以激活JAK2/STAT3信號通路的細胞因子,這些細胞因子長期并持續(xù)性的刺激可以導(dǎo)致JAK2/STAT3信號通路的異常激活,使得異位子宮內(nèi)膜增殖、侵襲及抗凋亡能力增強。目前,許多實驗已經(jīng)著力于研究如何抑制該通路從而抑制子宮腺肌病的形成,通過選擇性針對JAKs、STATs信號靶點的方法從而有效的抑制STAT3途徑的激活,達到抑制JAK2/STAT3信號通路過度激活,已成為目前研究的亮點。此研究有助于臨床對子宮腺肌病的靶向治療,為研發(fā)新的靶向藥物,并通過靶向治療與其他治療方法相結(jié)合改善臨床治療效果提供了新思路。
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