毛佳婷 余柯達(dá) 包 云 柴 娟 鄒立波
(金華市人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心,浙江金華321000)
目前育齡女性中6%~10%患有子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMs),25%~50%的不孕女性患有EMs,30%~50%的EMs女性患者不孕[1]。EMs的發(fā)病機(jī)制目前仍不清楚,可能與細(xì)胞增殖、凋亡、炎癥反應(yīng)及血管生成等有關(guān)。EMs的治療主要通過(guò)藥物及手術(shù)治療,西藥治療具有避孕效果,且有激素相關(guān)副作用及費(fèi)用較高等局限性[2];手術(shù)治療可以去除病灶,緩解患者的臨床癥狀,但術(shù)后1年內(nèi)復(fù)發(fā)率為10%~15%,5年內(nèi)復(fù)發(fā)率為40%~50%[3]。因此尋找安全、有效、副作用少的EMs治療方法仍然是研究的重點(diǎn)。
目前姜黃已被廣泛用作食品添加劑和藥物,姜黃素是一類從姜黃類植物中提取的多酚物質(zhì),具有抗炎、抗腫瘤和抗氧化等多方面的藥理作用,且具有安全、副作用較小等特點(diǎn)[4-5]。多項(xiàng)研究表明姜黃素能抑制EMs的發(fā)展并逆轉(zhuǎn)EMs引起的不孕,其作用機(jī)制涉及對(duì)EMs病理過(guò)程的抑制及對(duì)卵泡生長(zhǎng)的改善?,F(xiàn)將姜黃素對(duì)EMs的作用及機(jī)制的研究進(jìn)展概述如下。
子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖與凋亡的相互協(xié)調(diào)致子宮內(nèi)膜周期性增生與脫落,EMs患者的異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖與凋亡的失衡可能是EMs發(fā)生的重要原因[6]。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明姜黃素可抑制EMs異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖并促進(jìn)細(xì)胞的凋亡[7-8]。CAO等[7]的體外研究顯示0、20、50 μmol/L的姜黃素以濃度和時(shí)間依賴的方式抑制正常和異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng),將細(xì)胞周期阻滯在G1 期,阻礙細(xì)胞進(jìn)入S期,抑制細(xì)胞DNA合成及增殖。50 μmol/L姜黃素可誘導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)4.7%早期凋亡及28.4%晚期凋亡,而誘導(dǎo)正常子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)2.8%早期凋亡及21.4%晚期凋亡。BOROUMAND S等[8]的研究結(jié)果表明,將姜黃素負(fù)載納米纖維腹腔注射EMs小鼠21 d后,可顯著抑制異位病灶中囊腫的生長(zhǎng),抑制異位子宮內(nèi)膜腺體和間質(zhì)的生長(zhǎng)及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。
姜黃素對(duì)細(xì)胞凋亡的促進(jìn)作用主要涉及以下通路的激活[9-10]。王澍弘等[9]將22 例EMs患者的異位內(nèi)膜離體組織分離為單細(xì)胞后培養(yǎng),給予0、10、50 μmol/L的姜黃素處理,姜黃素以時(shí)間、劑量依賴性方式抑制異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞生長(zhǎng),并上調(diào)半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的表達(dá)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。JANA S等[10]研究顯示姜黃素可抑制EMs小鼠腹腔異位內(nèi)膜病灶中核因子κB(NF-κB)的核轉(zhuǎn)錄及基質(zhì)金屬蛋白酶-3(MMP-3)的活性,抑制EMs的進(jìn)展,并通過(guò)線粒體依賴的方式上調(diào)細(xì)胞色素-c(cytochrome-c)、caspase-9 促凋亡因子/抑制凋亡因子(Bax/Bal-2)、腫瘤抑制蛋白P53 的表達(dá),促進(jìn)異位內(nèi)膜細(xì)胞的凋亡。
EMs是一種雌激素依賴性疾病,EMs患者血清、腹膜液及病灶中的雌二醇(E2)濃度增高,E2與雌激素受體(ER)結(jié)合,促進(jìn)異位病灶中血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、血管形成;E2也可提高基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的活性,從而促進(jìn)內(nèi)膜細(xì)胞的浸潤(rùn)、遷移等。EMs異位病灶中雌激素的生成是通過(guò)環(huán)氧化酶(COX-2)—前列腺素E2(PGE2)—芳香化酶(P450arom)—雌二醇(E2)的正反饋形式產(chǎn)生,白細(xì)胞介素1β(IL-1β)刺激COX-2合成,使體內(nèi)E2水平及活性增高[11]。姜黃素則可抑制PGE2、P450arom、COX-2與IL-1β的表達(dá),阻斷E2生成而抑制異位子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)[11]。ZHANG Y等[12]的研究也表明30 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞分泌的E2水平,從而抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。此外,姜黃素可降低EMs大鼠血清E2的表達(dá)水平,降低異位內(nèi)膜組織雌激素受體α(ERα)、增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá),從而抑制異位子宮內(nèi)膜病灶的體積增長(zhǎng)及血管生成[13]。
近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)EMs患者體內(nèi)存在著氧化應(yīng)激反應(yīng)的異常激活及活性氧(ROS)的顯著增加,而總抗氧化能力減弱即抗氧化酶和抗氧化標(biāo)志物水平降低,使DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)產(chǎn)生氧化修飾作用并影響其功能。氧化與抗氧化的失衡導(dǎo)致ROS升高,促進(jìn)異位內(nèi)膜組織在異位病灶的生長(zhǎng)及黏附,促進(jìn)EMs的發(fā)展及女性不孕[14]。一些研究認(rèn)為姜黃素對(duì)EMs具有一定的抗氧化應(yīng)激及抗自由基活性的特性[15-16]。KUMAR JANA S[15]的研究結(jié)果表明,來(lái)曲唑結(jié)合姜黃素的納米顆粒的應(yīng)用可降低EMs小鼠血清中ROS和脂質(zhì)過(guò)氧化物(LPO)水平,且升高總抗氧化能力(TAC)水平,明顯降低血清中MMP-2、MMP-9、VEGF、E2的水平,從而抑制異位子宮內(nèi)膜樣腺體及微血管的生長(zhǎng),繼而抑制EMs的發(fā)展。SWARNAKAR S等[16]的研究結(jié)果表明,姜黃素可抑制MMP-9的活性及異位子宮內(nèi)膜組織中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化。
有證據(jù)表明炎癥反應(yīng)與EMs的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),當(dāng)EMs患者病灶中出現(xiàn)異位的子宮內(nèi)膜時(shí),引起巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞等的浸潤(rùn),激活相關(guān)炎癥信號(hào)通路,分泌腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-1β、IL-6 等各類因子,促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)增殖、黏附、侵襲、血管生成,并抑制異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞的凋亡[17-18]。多項(xiàng)研究表明,姜黃素可以調(diào)整上述炎癥細(xì)胞的活性及其分泌的各類細(xì)胞因子的表達(dá)[19]。
EMs患者血液、腹膜液、異位內(nèi)膜組織中IL-1β、巨噬細(xì)胞抑制因子(MIF)的表達(dá)升高,IL-1β可通過(guò)NF-κB通路促進(jìn)MIF的產(chǎn)生,姜黃素則可阻斷IL-1β誘導(dǎo)的NF-κB的激活及MIF的表達(dá),從而發(fā)揮抗炎作用,抑制血管生成和組織重構(gòu)[20]。TNF-α、干擾素-γ(INF-γ)可誘導(dǎo)細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)及血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)的表達(dá),后兩者對(duì)白細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮及遷移至炎癥部位具有重要的作用,姜黃素則可抑制TNF-α誘導(dǎo)的子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中IL-6、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、ICAM-1、VCAM-1的分泌及逆轉(zhuǎn)抑制蛋白-α(IκB-α)的激活[21]。
姜黃素對(duì)EMs炎癥因子表達(dá)的影響,也涉及其他信號(hào)通路。CHOWDHURY I等[22]的研究表明,姜黃素可通過(guò)抑制IκB激酶(IKKα/β)、NF-κB、信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)的磷酸化而抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中的細(xì)胞因子IL-6、IL-8、趨化因子-10(IP-10)、粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、MCP-1、受激活調(diào)節(jié)正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子(RANTES)的表達(dá),上調(diào)抗炎因子IL-10和IL-12的表達(dá)。
基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物(TIMPs)以一定的比例存在,維持細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的穩(wěn)定,兩者比例失衡造成ECM的降解而增強(qiáng)子宮內(nèi)膜組織的侵襲力,促進(jìn)EMs的發(fā)生發(fā)展。
研究發(fā)現(xiàn)EMs患者異位子宮內(nèi)膜組織中MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-11的活性較高,而姜黃素可抑制MMP-2、MMP-3、MMP-9及相關(guān)分子的表 達(dá)[10,16,23-24]。SWARNAKAR S等[16]的研 究 結(jié) 果表明,MMP-9的表達(dá)與異位子宮內(nèi)膜組織體積呈正相關(guān),姜黃素則以劑量依賴的方式抑制EMs小鼠體內(nèi)異位子宮內(nèi)膜組織中MMP-9的表達(dá)與分泌,上調(diào)TIMP-1的表達(dá)。EMs早期階段的異位子宮內(nèi)膜組織中也存在MMP-2表達(dá)上調(diào),其主要參與了Ⅳ型膠原蛋白的降解、MMP-2的激活及抑制受TIMP-2及膜型基質(zhì)金屬蛋白酶-1(MT1MMP)調(diào)節(jié)。JANA S等[24]發(fā)現(xiàn)在BABL/C小鼠子宮內(nèi)膜異位癥誘導(dǎo)的第2~5日出現(xiàn)了proMMP-2的表達(dá)增強(qiáng)、TIMP-2表達(dá)抑制,第3、5日出現(xiàn)MMP-2的表達(dá)增強(qiáng),而按48 mg/kg姜黃素給藥可抑制異位子宮內(nèi)膜中MT1MMP、MMP-2的表達(dá),上調(diào)TIMP-2的表達(dá)及降低MMP-2/TIMP-2的比例,從而抑制EMs的進(jìn)展。
此外,近期的研究證實(shí)EMs異位子宮內(nèi)膜組織中c-AMP依賴的Cl-和H轉(zhuǎn)運(yùn)通道(CFTR)和尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均顯著增加,兩者可促進(jìn)細(xì)胞遷移,姜黃素或Bay則可抑制CFTR高表達(dá)的人子宮內(nèi)膜Ishikawa細(xì)胞中的NF-κB、p65 和uPAR的表達(dá)而抑制細(xì)胞遷移[25]。
異位的內(nèi)膜組織需要形成新的血管,為細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、侵襲提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是促進(jìn)異位內(nèi)膜組織血管形成的最主要的細(xì)胞因子[26]。在EMs患者腹腔液及異位病灶中VEGF表達(dá)增高,與病灶組織中微血管密度(MVD)升高呈正相關(guān)。ZHANG Y等[27]對(duì)EMs大鼠胃內(nèi)給予姜黃素[0 mg/(kg·d)、50 mg/(kg·d)、100 mg/(kg·d)和150 mg/(kg·d)],進(jìn)行連續(xù)4周的治療,通過(guò)組織學(xué)和免疫組織化學(xué)染色檢查異位子宮內(nèi)膜MVD及VEGF的表達(dá)情況,結(jié)果表明姜黃素以劑量依賴的方式抑制MVD及VEGF的表達(dá)(P<0.05)。CAO H等[7]研究表明20 μmol/L、50 μmol/L姜黃素可抑制異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞及正常子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中VEGF的表達(dá)。以上研究表明姜黃素可通過(guò)抑制EMs動(dòng)物模型病灶血管生成及異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中VEGF的表達(dá),阻礙EMs的進(jìn)展。
EMs與不孕的相關(guān)機(jī)制并未明確,有研究者提出EMs中氧化應(yīng)激及炎癥因子改變是導(dǎo)致卵泡生長(zhǎng)障礙、卵母細(xì)胞質(zhì)量下降而不孕的因素之一。卵泡的生長(zhǎng)與發(fā)育是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,包括顆粒細(xì)胞的增殖分化及卵母細(xì)胞的成熟,卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞通過(guò)旁分泌的方式相互作用,促進(jìn)生長(zhǎng)[28]。生長(zhǎng)分化因子-9(GDF-9)是由卵母細(xì)胞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGFβ)家族的細(xì)胞因子,促進(jìn)顆粒細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化;顆粒細(xì)胞則分泌Kit配體(KitL),與卵母細(xì)胞上的干細(xì)胞因子受體(c-Kit)結(jié)合,KitL/c-Kit的結(jié)合激活下游的信號(hào)通路,促進(jìn)卵母細(xì)胞的生長(zhǎng)[29-30]。HENDARTO H等[29]發(fā)現(xiàn)EMs不孕女性卵泡液中GDF-9 的濃度較對(duì)照組低,且隨著EMs嚴(yán)重程度的增加而降低,因此卵泡液中較低的GDF-9 濃度與EMs卵泡發(fā)育異常及排卵障礙密切相關(guān)。該研究者在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)姜黃素可改善EMs患者GDF-9 的表達(dá),其首先取出牛卵巢卵泡中的卵冠丘復(fù)合物(COCs),收集EMs不孕婦女腹膜液(PF),然后在PF和組織培養(yǎng)基199(TCM199)中加入姜黃素,制成培養(yǎng)基;將牛COCs培養(yǎng)在TCM199、TCM199+PF和TCM199+PF+姜黃素3 組培養(yǎng)基后,采用免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測(cè)COCs中GDF-9、KitL和TNF-α表達(dá)。結(jié)果表明PF處理組中COCs的GDF-9、KitL表達(dá)下降,TNF-α表達(dá)升高,而經(jīng)TCM199+PF+姜黃素處理后,COCs中GDF-9、KitL表達(dá)上調(diào),TNF-α表達(dá)下調(diào)[30]。綜上,姜黃素對(duì)EMs引起的不孕可能具有一定的調(diào)理作用,但仍需深入的研究以明確其療效。
綜上所述,姜黃素可通過(guò)以上各機(jī)制抑制EMs的發(fā)生和發(fā)展,因此姜黃素有望用于EMs的治療,改善其相關(guān)癥狀及抑制不孕癥的發(fā)生。近年來(lái)姜黃素對(duì)EMs的研究雖然較多,但局限于體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)與小鼠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn),姜黃素運(yùn)用于EMs的臨床治療實(shí)驗(yàn)較為缺乏,仍需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床研究,以驗(yàn)證其療效和安全性。目前研究多關(guān)注姜黃素對(duì)EMs發(fā)生、發(fā)展的抑制作用,而關(guān)于姜黃素是否能改善EMs不孕相關(guān)的卵泡微環(huán)境及卵泡生長(zhǎng)發(fā)育的研究相對(duì)較少,因此,姜黃素是否能調(diào)節(jié)EMs不孕相關(guān)卵泡液中的各類炎癥因子、細(xì)胞因子的濃度,顆粒細(xì)胞中的因子和受體的表達(dá),卵母細(xì)胞成熟度等,這其中所涉及的其他分子機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。此外姜黃素和西醫(yī)藥相結(jié)合用于EMs及相關(guān)性不孕的治療,以減少西醫(yī)藥副作用及解決有關(guān)EMs易復(fù)發(fā)的問(wèn)題,也是未來(lái)的研究方向之一。