謝韜，張燕，楊碧蓉，何培芝，周華*

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院1.婦科；2.超聲科，上海 201203)

子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis，EMS)是婦科常見的疑難病，以子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)在宮腔以外的部位為特征，與盆腔疼痛和不孕癥相關(guān)，常見于育齡期婦女，影響患者的生活質(zhì)量[1]。EMS的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，主要被認(rèn)可的是國(guó)內(nèi)學(xué)者提出的“在位內(nèi)膜決定論”學(xué)說；EMS的發(fā)病遵循“3A”程序(attchment-aggrassion-angiogenesis)即子宮內(nèi)膜通過粘附、侵襲、血管生成的過程在異位形成病灶[2]。微小RNA(microRNA，miRNA)是長(zhǎng)度為20個(gè)左右堿基的小的非編碼RNA，其轉(zhuǎn)錄后可以調(diào)控基因的表達(dá)，作用于正常生理活動(dòng)和疾病的病理過程。微小RNA-141(miR-141)被發(fā)現(xiàn)在EMS和正常內(nèi)膜中表達(dá)存在差異，提示其有望用于EMS的無創(chuàng)診斷[3]，且miR-141能夠靶向作用于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)進(jìn)而影響EMS的發(fā)病過程?，F(xiàn)就miR-141與EMS發(fā)病的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

一、miR-141概述

miRNA是一類內(nèi)源性的小分子非編碼RNA，其長(zhǎng)度為21～25 nt，結(jié)構(gòu)高度保守。在生物體信息傳遞的過程中，其能夠結(jié)合靶mRNA分子中特定的互補(bǔ)序列從而抑制靶mRNA的翻譯或促進(jìn)該mRNA的降解，達(dá)到下調(diào)該mRNA編碼蛋白表達(dá)水平的調(diào)節(jié)效果[4]。miRNA的加工開始于細(xì)胞核中，過程可劃分為如下幾步[5]：(1)經(jīng)過RNA聚合酶Ⅱ(POI Ⅱ)轉(zhuǎn)錄形成最原始的結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)度幾百nt到幾千nt不等、具有“莖環(huán)”(stem-loop)的原miRNA(pri-miRNA)。(2)細(xì)胞核內(nèi)的RNA酶Ⅱ型核酸內(nèi)切酶Drosha與雙鏈RNA結(jié)合蛋白DGCR8結(jié)合形成復(fù)合體，該復(fù)合體能夠切割原miRNA結(jié)構(gòu)上的“莖環(huán)”，得到了長(zhǎng)度為70 nt，形似發(fā)卡的前體miRNA(pre-miRNA)。(3)前體miRNA被核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin5(XPO5)從核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中。(4)在細(xì)胞質(zhì)中，RNA酶Ⅲ型核酸內(nèi)切酶Dicer將“發(fā)卡”上的環(huán)形結(jié)構(gòu)去除得到不對(duì)稱雙鏈miRNA(miRNA duplex)，后者長(zhǎng)度為22 nt，分別為3p鏈、5p鏈。(5)miRNA duplex載入AGO蛋白中形成前體RISC(pre-RISC)。(6)成熟RISC形成：解螺旋酶作用于pre-RISC，miRNA duplex雙鏈結(jié)構(gòu)被打開，其中一條鏈被保留形成向?qū)ф?guidestand)結(jié)合靶mRNA形成成熟的RISC，達(dá)到抑制靶mRNA翻譯或切割降解靶mRNA的作用。

miR-141屬于miR-200家族(miR-200a、b、c、miR-141及miR-429)，研究已經(jīng)證實(shí)miR-141能夠作用于不同的靶點(diǎn)調(diào)控不同信號(hào)通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)一系列的生理過程，如細(xì)胞的生長(zhǎng)凋亡、血管生成、新陳代謝等[6-7]。近年來研究指出miR-141與EMS的發(fā)病密切相關(guān)，miR-141在EMS中存在差異表達(dá)，且參與EMS發(fā)生發(fā)展的多個(gè)環(huán)節(jié)如增殖凋亡、組織缺氧炎癥、粘附侵襲、血管生成等[8]。

二、EMS“在位內(nèi)膜決定論”

EMS發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，曾有Sampson提出了經(jīng)血逆流種植學(xué)說為主導(dǎo)理論，亦有上皮化生學(xué)說、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移學(xué)說、免疫激素炎癥等學(xué)說，但都無法完整地解釋EMS的現(xiàn)象。近年來國(guó)內(nèi)專家提出“在位內(nèi)膜決定論”得到廣泛的認(rèn)可[9]。EMS具有類腫瘤特性，可以經(jīng)過癌前的“不典型”過程最終惡變。EMS中的在位內(nèi)膜相當(dāng)于癌癥中的“原發(fā)灶”，在位內(nèi)膜細(xì)胞經(jīng)過上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition，EMT)，細(xì)胞極性發(fā)生改變因而具有轉(zhuǎn)移和侵襲性，主動(dòng)或伴隨著經(jīng)血逆流被動(dòng)遷移至腹腔。異位內(nèi)膜要在盆腹腔等處形成病灶(相當(dāng)于癌癥中的“轉(zhuǎn)移灶”)必須完成“3A”步驟：(1)粘附(attachment)在盆腹腔腹膜或其他臟器表面；(2)侵襲(aggression)突破細(xì)胞外基質(zhì)；(3)血管生成(agiogenesis)?！?A”程序符合EMS的臨床病理表現(xiàn)：早期紅色病變、典型黑色病變和后期白色病變。研究發(fā)現(xiàn)miR-141能夠扮演“原癌基因”和“抑癌基因”的角色在惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮調(diào)控作用[10-11]，結(jié)合EMS的類腫瘤特性，為論證miR-141通過“3A”程序調(diào)控EMS的假說提供了思路與依據(jù)。

三、miR-141與EMS

miR-141被發(fā)現(xiàn)在EMS和正常內(nèi)膜中的表達(dá)存在差異，且血清中miR-141結(jié)合脂類等以復(fù)合物的形式穩(wěn)定存在[3]，其有望用于EMS的無創(chuàng)診斷。陳觀盛等[12]應(yīng)用TaqMan microRNA array方法對(duì)EMS患者和對(duì)照組的血清樣本(EMS組60例，對(duì)照組25例)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)6種miRNAs表達(dá)存在明顯差異，相較于對(duì)照組，miR-141在EMS組表達(dá)顯著下調(diào)。為了探究miR-141在EMS診斷中的價(jià)值，學(xué)者們進(jìn)一步評(píng)估了血清中miRNA的受試者工作特征曲線(ROC曲線)，其中miR-141截?cái)嘀祵?duì)應(yīng)的靈敏度和特異性分別為71.69%和96.00%，具有一定的診斷準(zhǔn)確性，提示EMS患者血清中低表達(dá)的miR-141可能作為診斷EMS的血清標(biāo)志物，為臨床EMS預(yù)測(cè)、診斷及預(yù)后引入新方法。另外，Rekker等[13]指出miR-141的水平會(huì)隨采血時(shí)間的變化而變化：不論是EMS組還是正常組，清晨采集血清標(biāo)本中的miR-141水平顯著低于夜間采集的標(biāo)本。因此將miR-141作為生物標(biāo)志物進(jìn)行研究時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮取樣時(shí)間。

四、miR-141參與EMS的機(jī)制

1.miR-141靶向調(diào)控TGF-β：實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證實(shí)在EMS中miR-141靶向的下游分子是TGF-β[14]。TGF-β是人體內(nèi)主要的致纖維化因子，由巨噬細(xì)胞合成并分泌，主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和凋亡以及組織纖維化、創(chuàng)傷愈合、血管生成過程[15]。TGF-β在EMS中以TGF-β/Smad信號(hào)通路的形式參與信息的傳遞[16-17]，調(diào)節(jié)EMS的細(xì)胞增殖、凋亡、纖維化等病理過程。經(jīng)典的TGF-β/Smad信號(hào)通路包括：(1)TGF-βⅠ、Ⅱ型受體倆倆形成的異源四聚體復(fù)合物與TGF-β結(jié)合后被激活；(2)Smad2、Smad3募集到Ⅰ型受體上被磷酸化后又脫離；(3)隨后進(jìn)入胞漿中與Smad4共同形成三聚體復(fù)合物；(4)該三聚體復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核中與DNA上的Smad結(jié)合元件區(qū)域結(jié)合誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄；(5)轉(zhuǎn)錄結(jié)束后，Smad復(fù)合物解離，R-Smad(調(diào)節(jié)型S-mad)重新回到細(xì)胞質(zhì)中，完成“Smad循環(huán)”。在EMS患者的病灶中可以觀察到腹膜、血清以及腹腔液中TGF-β的表達(dá)增強(qiáng)，顯示TGF-β在EMS的建立或維持中可能發(fā)揮關(guān)鍵作用[18]。

2.miR-141與EMT：上皮細(xì)胞在轉(zhuǎn)化中失去了上皮表型獲得了間質(zhì)表型，因此失去了屏障保護(hù)作用，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)進(jìn)而更容易轉(zhuǎn)移、侵襲[19]。在EMT的過程中，細(xì)胞表面上皮標(biāo)志物E-鈣粘蛋白(E-cadherin)等表達(dá)下調(diào)，間質(zhì)標(biāo)志物波形蛋白(vimentin)等表達(dá)上調(diào)，上皮細(xì)胞失去細(xì)胞極性，細(xì)胞間的連接被破壞，胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白骨架重組。由于EMS的類腫瘤特性，近年來對(duì)EMT的研究逐漸從腫瘤領(lǐng)域轉(zhuǎn)移至EMS方向，子宮內(nèi)膜細(xì)胞發(fā)生EMT是對(duì)“經(jīng)血逆流異位種植學(xué)說”的重要補(bǔ)充。馬雪松等[20]分析認(rèn)為EMS中存在兩種類型的EMT：2型和3型。前者主要參與慢性炎癥反應(yīng)促進(jìn)纖維化過程，而后者被認(rèn)為是腫瘤轉(zhuǎn)移的主要發(fā)生機(jī)制，這種機(jī)制還與血管生成密切相關(guān)。3型EMT促使腫瘤細(xì)胞發(fā)生一系列具有轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)特征的程序，影響內(nèi)皮功能、血管通透性以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中EMS的發(fā)展[21]。在腫瘤領(lǐng)域已經(jīng)證實(shí)了miR-141在EMT過程中扮演抑制的角色[22]。Gregory等[23]發(fā)現(xiàn)miR-141抑制了E盒結(jié)合鋅指蛋白1(zinc finger E-box binding homeobox1，ZEB1)和ZEB2的轉(zhuǎn)錄過程，進(jìn)而使得E-鈣粘蛋白表達(dá)下調(diào)激活了EMT。ZEB1、ZEB2是E-鈣粘蛋白mRNA的轉(zhuǎn)錄抑制分子，在細(xì)胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[24-25]。而在EMS病理過程中，有研究指出TGF-β激活下游Smad2信號(hào)通路介導(dǎo)了EMT過程，miR-141的表達(dá)水平升高會(huì)抑制EMT[26]。另外有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在EMS中miR-141也可以直接靶向ZEB1、ZEB2發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[27]。綜上，miR-141靶向作用于下游的分子TGF-β和ZEB1、ZEB2，通過抑制TGF-β/Smad信號(hào)通路或直接阻斷轉(zhuǎn)錄過程，最終造成E-鈣粘蛋白的表達(dá)下調(diào)，以此參與了EMS中EMT的發(fā)生發(fā)展。

3.miR-141與“3A”程序：TGF-β是增加細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)最重要的細(xì)胞因子，也是最強(qiáng)的致纖維化因子[28]。TGF-β能夠促進(jìn)細(xì)胞粘附蛋白和粘附蛋白受體的轉(zhuǎn)錄和翻譯，提高它們對(duì)ECM的粘附，使得異位的子宮內(nèi)膜細(xì)胞更易于粘附在盆腔組織等處[29]。Soni等[18]在試驗(yàn)中證實(shí)當(dāng)加入額外的TGF-β以促進(jìn)其過表達(dá)時(shí)，小鼠EMS模型異位內(nèi)膜組織中整合素(integrin)表達(dá)增強(qiáng)，整合素是“3A”程序里粘附(Attachment)過程的重要標(biāo)志物，推測(cè)TGF-β增強(qiáng)整合素的表達(dá)水平進(jìn)而促進(jìn)了EMS的粘附過程。此外，TGF-β可以活化血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)，使得異位內(nèi)膜組織能夠在病灶周圍形成微血管，完成內(nèi)膜的“異位種植”[30]。最新研究發(fā)現(xiàn)miR-141存在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(多條信息傳遞途徑)抑制血管的生成過程[31]。其中信號(hào)傳遞通路包括：(1)miR-141→TGF-β2→ALK1，5(間變性淋巴瘤激酶，anaplastic lymphoma kinase)→血管生成；(2)miR-141→GATA6(鋅指轉(zhuǎn)錄因子6)→TGF-β2→ALK1，5→血管生成；(3)miR-141→GAB1(接頭蛋白1)→Grb2(生長(zhǎng)基因受體結(jié)合蛋白2)→VEGFR2→血管生成。血管生成是指在原先已經(jīng)存在的血管中以發(fā)芽或非發(fā)芽的方式產(chǎn)生新的血管，過程涉及到微血管基底膜和ECM的降解、血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移及增生分裂、新的原始細(xì)胞分化成熟，最后在血流的沖擊下形成了新的毛細(xì)血管。VEGF是最關(guān)鍵的刺激因子，能夠促進(jìn)微血管、小血管通透性增加、血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂增殖、細(xì)胞質(zhì)鈣聚集以及誘導(dǎo)新生血管生成，是“血管生成”(Angiogenesis)過程的標(biāo)志物。miR-141通過調(diào)控這些蛋白表達(dá)，參與了多個(gè)細(xì)胞信號(hào)通路的調(diào)控，其中包括調(diào)控纖維化最重要的TGF-β/Smad信號(hào)通路，該通路促進(jìn)了異位子宮內(nèi)膜的粘附、侵襲和血管生成，促使異位病灶的形成。上調(diào)miR-141的表達(dá)水平能夠抑制TGF-β的活性進(jìn)而抑制EMS的發(fā)生發(fā)展。

五、小結(jié)

綜上所述，本文以miR-141為切入點(diǎn)，探究其生物學(xué)功能與EMS發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，得到假說如下：EMS中的在位子宮內(nèi)膜經(jīng)過EMT獲得侵襲的特性，隨經(jīng)血逆流入腹腔中，經(jīng)過粘附、侵襲和血管生成的過程形成異位病灶。上調(diào)miR-141的表達(dá)水平，可以靶向抑制TGF-β的活性，進(jìn)而抑制了TGF-β/Smad信號(hào)通路的激活，阻止了EMS的發(fā)生與發(fā)展。然而，是否存在其他受miR-141調(diào)控的信號(hào)傳導(dǎo)通路仍有待進(jìn)一步的研究。miR-141在EMS中的差異表達(dá)，使得其有望成為EMS治療的新靶點(diǎn)，并為臨床上EMS機(jī)制的研究提供新的思路。