李相禹 王亞飛 崔玉蘭
女性生殖道黏膜有免疫監(jiān)測(cè)系統(tǒng),作為對(duì)抗病原體的前線。免疫串?dāng)_對(duì)妊娠的成功和胚胎移植的耐受性至關(guān)重要[1]。此外,在月經(jīng)來(lái)潮的物種中,如人類和大多數(shù)靈長(zhǎng)類動(dòng)物,子宮內(nèi)膜表面上三分之二的周期性脫落需要快速愈合和再生,同時(shí)保持這些防御功能和減少炎癥反應(yīng)。內(nèi)源介質(zhì)對(duì)排卵、月經(jīng)、植入和分娩的所有代表性短期炎癥事件的限制,有助于解決炎癥[2]。女性生殖系統(tǒng)的健康是通過(guò)炎癥、代謝和免疫穩(wěn)態(tài)之間的平衡來(lái)維持的,尤其是在女性生殖道等黏膜表面。炎癥反應(yīng)失衡是導(dǎo)致許多免疫介導(dǎo)的疾病的基礎(chǔ)。脂氧素(lipoxins,LXs)是最近發(fā)現(xiàn)的消解素和保護(hù)素,可作為一種特殊的促分解介質(zhì),在炎癥的分解發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本篇綜述關(guān)注一個(gè)可能是子宮內(nèi)膜組織平衡作用的核心分子——LXA4。LXA4作為一種抗炎介質(zhì)與人類的月經(jīng)周期和妊娠過(guò)程密切相關(guān)。研究顯示[3],LXA4受不同的信號(hào)通路介導(dǎo),且在不同細(xì)胞類型中的作用機(jī)制不同。其作為一種免疫調(diào)節(jié)劑,已在其他系統(tǒng)中被證明能抑制白細(xì)胞遷移、白三烯誘導(dǎo)的反應(yīng),包括血管收縮和趨化反應(yīng)以及有絲分裂過(guò)程等。最近的研究表明[4],LXA4和相關(guān)的受體在子宮內(nèi)膜生物學(xué)可作為各種對(duì)立力量之間的支點(diǎn),發(fā)揮平衡組織修復(fù)、創(chuàng)口愈合以及維持妊娠過(guò)程等作用。LXA4水平降低可能會(huì)直接導(dǎo)致體內(nèi)炎癥反應(yīng)失衡和慢性疾病發(fā)生,影響子宮內(nèi)膜的健康和生殖功能。
LX的產(chǎn)生是以跨細(xì)胞的方式發(fā)生在炎癥部位,包括兩種不同的細(xì)胞類型,即上皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。目前已克隆出三種人脂氧合酶(lipoxygenase,LOX),即催化多不飽和脂肪酸氫過(guò)氧化物的含鐵酶:5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LOX)、12-脂氧合酶(12- lipoxygenase ,12-LOX)和15-脂氧合酶(15- lipoxygenase,15-LOX)?;ㄉ南┧岬捻樞蜓趸瘜?dǎo)致LXs的形成。阿司匹林會(huì)引發(fā)表觀型LXs的產(chǎn)生,稱為阿司匹林引發(fā)LXs,如15-epi-LXA4,這也是他汀類藥物的共同屬性。
白細(xì)胞介素13(interleukin-13,IL-13)是人單核細(xì)胞15-LOX基因表達(dá)和酶活性的有效誘導(dǎo)因子,可以激活ERK1/2-MAPK(extracellular signal-regulated kinase 1/2/mitogen-activated protein kinase)。IL-13誘導(dǎo)小鼠單核細(xì)胞內(nèi)12/15-LOX的表達(dá),γ干擾素(interferon gamma,IFN-γ)可抑制其表達(dá)和生物活性。此外,白細(xì)胞介素4(interleukin-4,IL-4)還誘導(dǎo)小鼠骨髓細(xì)胞產(chǎn)生12/15-LOX。研究顯示[4],IL-4和IL-13均參與單核細(xì)胞向M2巨噬細(xì)胞的分化,與M1巨噬細(xì)胞相比,M2巨噬細(xì)胞具有免疫抑制表型。
17β-雌二醇(estradiol,E2)可下調(diào)15-LOX和LXA4的合成。在前列腺癌細(xì)胞中,糖皮質(zhì)激素可抑制12/15-LOX活性;而在血管平滑肌細(xì)胞中,醛固酮可刺激12/15-LOX的表達(dá)。在前列腺上皮細(xì)胞中,過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxidosome proliferators activate receptor gamma,PPAR-γ)與孤獨(dú)受體(related orphan receptor-α,ROR-α)相互作用,結(jié)合15-LOX啟動(dòng)子,為15-LOX和LXA4的產(chǎn)生提供了一種新的負(fù)反饋機(jī)制[5]。這種調(diào)節(jié)機(jī)制是否與人類子宮內(nèi)膜有密切關(guān)系尚待觀察。
LXA4水平在月經(jīng)周期結(jié)束時(shí)最高,月經(jīng)后逐漸下降;與IL-13在正常月經(jīng)周期達(dá)到峰值的時(shí)間類似[6]。如前所述,雌激素介導(dǎo)的對(duì)這種酶的抑制與LXA4水平在增殖期下降和E2升高的觀察相符。妊娠期LXA4水平的升高可能是由于人絨毛膜促性腺激素促進(jìn)了LXA4在子宮內(nèi)膜蛻膜的釋放。
LOX代謝物在生殖功能中的作用研究已有30多年的歷史。利用PR基因敲除小鼠,證實(shí)12/15-LOX是PR在子宮表面上皮的下游靶點(diǎn)。受精卵著床時(shí),觀察到12/15-LOX酶的最大誘導(dǎo)作用。此外,12/15-LOX缺失小鼠表現(xiàn)出植入受損,使用12/15-LOX抑制劑證實(shí)了這些結(jié)果,導(dǎo)致植入部位顯著減少[7]。事實(shí)上,LOX抑制劑已經(jīng)被證明可以間接降低孕酮的產(chǎn)量。因此,確定這些中間代謝物的相關(guān)作用以及LXA4是否也參與其中,將具有一定的指導(dǎo)意義。
LXA4是LX家族成員中最具特色的,其不僅可抑制免疫細(xì)胞的募集、趨化、黏附和轉(zhuǎn)歸,而且可抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,具有促進(jìn)炎癥的消退作用,在體內(nèi)外對(duì)損傷或細(xì)胞損傷后起到重要的制動(dòng)作用。LXA4直接或間接激活多種受體,包括肽受體的一個(gè)亞類,以及g蛋白偶聯(lián)受體。LXA4受體還包括甲酰肽受體2/LXA4受體(formyl peptide receptor 2/LXA4 receptor,FPR2/ALX)、另一種具有多種配體的表面膜g蛋白偶聯(lián)受體、芳香烴受體(aryl hydrocarbon receptor ,AhR)、配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子,以及最近的雌激素受體α(estrogen receptor-alpha,ERα)[8]。
FPR2/ALX與LXA4結(jié)合具有高親和力,可在多種細(xì)胞類型中表達(dá),如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和上皮細(xì)胞等,而且其表達(dá)受不同細(xì)胞因子調(diào)節(jié)。研究顯示,雖然單核細(xì)胞可表達(dá)這種受體,但由于翻譯沉默,它們的分化使其表達(dá)被阻斷[2]。這些結(jié)果表明FPR2/ALX在組織-巨噬細(xì)胞功能中的相關(guān)性有限[9]。近年來(lái),F(xiàn)PR2/ALX在人子宮內(nèi)膜中的表達(dá)已被報(bào)道。研究發(fā)現(xiàn)FPR2/ALX mRNA的表達(dá)在月經(jīng)期較增殖期增加[6]。在妊娠早期,蛻膜也表現(xiàn)出高FPR2/ALX的表達(dá)。LXA4在妊娠早期血清水平升高,與FPR2/ALX水平升高一致。LXA4的另一個(gè)生理相關(guān)受體是AhR。盡管AhR存在于人子宮內(nèi)膜中,但其表達(dá)在月經(jīng)周期中保持恒定,迄今為止還沒有確鑿的報(bào)告顯示LXA4在該組織中激活了AhR。LXA4是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種雌激素受體配體,它能刺激雌激素反應(yīng)基因的表達(dá),誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的增殖[10]。有趣的是,LXA4與孕期胎盤大量制造的雌激素雌三醇(E3)具有高度的結(jié)構(gòu)相似性。與弱ERα激動(dòng)劑的特性一致,因此,LXA4也抑制E2介導(dǎo)的作用。值得注意的是,上述三種受體都是混雜的,在不同的子宮內(nèi)膜細(xì)胞類型、月經(jīng)周期的不同階段或妊娠期受到復(fù)雜的調(diào)節(jié)。由于同一個(gè)細(xì)胞中可能存在多個(gè)受體,因此需要利用生理上相關(guān)的配體濃度和讀數(shù),對(duì)這些不同類型受體和相關(guān)信號(hào)系統(tǒng)之間的潛在串?dāng)_進(jìn)行充分的控制研究。
此外,LXA4介導(dǎo)子宮內(nèi)膜組織作用的模型將取決于有效配體和受體的有效性。月經(jīng)期FPR2/ALX水平的升高,可能與局部LXA4生成增加同時(shí)發(fā)生,可能有助于在內(nèi)源性E2相對(duì)較低的時(shí)候,調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的修復(fù)和消退炎癥反應(yīng)。此外,當(dāng)雌激素水平處于最低點(diǎn)時(shí),基底腺和間質(zhì)中較高的ERα表達(dá)為L(zhǎng)XA4在月經(jīng)期的潛在靶點(diǎn)。因此,LXA4是否能促進(jìn)子宮內(nèi)膜再生和愈合值得研究。
包括巨噬細(xì)胞在內(nèi)的先天免疫細(xì)胞是LXA4介導(dǎo)生物活性的主要靶細(xì)胞[11]。巨噬細(xì)胞和子宮自然殺傷細(xì)胞大量存在于子宮內(nèi)膜間質(zhì)中,并在月經(jīng)周期的大部分時(shí)間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)[12-13],性激素可調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞在組織中的分布,月經(jīng)前子宮內(nèi)膜間質(zhì)中的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加,與黃體死亡導(dǎo)致的雌激素和孕酮水平下降一致。
巨噬細(xì)胞通過(guò)其產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)的能力參與組織重塑,并與月經(jīng)和妊娠密切相關(guān)。值得注意的是,LXA4及其類似物降低了子宮內(nèi)膜異位癥小鼠模型中多種不同細(xì)胞類型和腹腔液細(xì)胞中MMP的表達(dá)和活性,其中巨噬細(xì)胞是主要成分。
妊娠蛻膜巨噬細(xì)胞在清除凋亡小體、子宮血管重塑、對(duì)胎兒抗原的免疫耐受、對(duì)外源性病原體的免疫、宮頸成熟和恢復(fù)等方面發(fā)揮作用,引起免疫抑制和抗炎反應(yīng)[14]。LXA4促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬凋亡中性粒細(xì)胞和組織碎片,這一過(guò)程對(duì)炎癥的解決和月經(jīng)后組織完整性的重建至關(guān)重要。
免疫學(xué)和新陳代謝領(lǐng)域正在融合,提供了對(duì)各種生理和病理狀態(tài)的見解。最近的研究表明,ERα與巨噬細(xì)胞功能和代謝有關(guān),ERα在動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)炎癥中對(duì)造血/髓細(xì)胞有保護(hù)作用[4]。如上所述,雌激素與巨噬細(xì)胞進(jìn)入子宮內(nèi)膜有關(guān),并明顯與免疫反應(yīng)有關(guān)。ERα在LXA4介導(dǎo)的子宮內(nèi)膜和腹腔巨噬細(xì)胞功能調(diào)節(jié)中的作用有待闡明。
子宮內(nèi)膜異位癥是一種炎癥性、雌激素刺激性疾病,約有10%的育齡婦女受到影響,據(jù)估計(jì),高達(dá)80%的不明原因不孕癥可歸因于此[14]。目前,最廣為接受的是桑普森的月經(jīng)逆行理論,即月經(jīng)子宮內(nèi)膜碎片向后穿過(guò)輸卵管,進(jìn)入腹腔,在那里植入并持續(xù)[7]。在狒狒模型,子宮內(nèi)膜異位癥組狒狒的在位子宮內(nèi)膜發(fā)生改變,雌激素活性、細(xì)胞增殖和孕激素抵抗增強(qiáng)[15]。大量證據(jù)表明,子宮內(nèi)膜異位癥患者的正常免疫反應(yīng)(有助于促進(jìn)生育和免疫耐受)發(fā)生改變,子宮內(nèi)膜異位癥患者的宮內(nèi)環(huán)境、腹腔和全身循環(huán)發(fā)生炎癥變化。
LXA4抑制小鼠臨床前模型子宮內(nèi)膜異位癥的進(jìn)展。研究顯示[16],LXA4預(yù)處理聯(lián)合孕酮、維甲酸(retinoic acid,RA)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)可顯著降低MMPs的表達(dá),減少子宮內(nèi)膜異位病變的生長(zhǎng)。此外,LXA4還抑制肉豆蔻酸佛波酯誘導(dǎo)的人蛻膜組織中炎癥細(xì)胞因子IL-6和IL-8的表達(dá),并在其他炎癥動(dòng)物模型中減弱趨化因子CCL2、IL-6和抑制核轉(zhuǎn)錄因子(inhibit nuclear factor,NF)-κb和Akt途徑[17]。
局部免疫介質(zhì)濃度/信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)導(dǎo)致腹腔炎癥增加,由此引起的全身性改變可能改變輸送到子宮內(nèi)膜的免疫細(xì)胞的數(shù)量和形態(tài)。巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞吞噬功能異常被認(rèn)為是子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)生的重要因素。前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)通過(guò)下調(diào)清道夫受體和脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體CD36而降低人巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用,被認(rèn)為在巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用中起重要作用,并增加小鼠子宮內(nèi)膜異位病變的大小[17]。選擇性激活巨噬細(xì)胞的過(guò)繼轉(zhuǎn)移顯著促進(jìn)了小鼠子宮內(nèi)膜異位病變的生長(zhǎng),M1極化的炎性巨噬細(xì)胞保護(hù)了小鼠免于疾病的形成。然而,人類巨噬細(xì)胞標(biāo)記物的特征不如小鼠細(xì)胞,細(xì)胞外標(biāo)記物分析最好與相關(guān)效應(yīng)分子的分析相結(jié)合。目前,已經(jīng)描述了幾種不同類型的巨噬細(xì)胞亞群,還有可能會(huì)有更多的發(fā)現(xiàn)[18-20]。巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出一種表型可塑性,作為環(huán)境線索的一個(gè)功能,包括細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子。研究顯示[19],LXA4可在體外促進(jìn)M2極化,因此進(jìn)一步的研究是必要的,以確定具體的巨噬細(xì)胞亞群在子宮內(nèi)膜組織和腹腔液,以及它們的極化是否有助于病理反應(yīng)。
免疫功能缺陷和LXA4等抗炎介質(zhì)的產(chǎn)生或活性降低可能是子宮內(nèi)膜異位癥患者生殖道和腹腔液持續(xù)炎癥發(fā)生的原因。子宮內(nèi)膜間質(zhì)的改變長(zhǎng)期以來(lái)一直被關(guān)注,包括對(duì)IL-1β和TNF-α的過(guò)度反應(yīng),導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子上皮性中性粒細(xì)胞激活肽-78(epithelial neutrophil-activating peptide-78,ENA-78))、IL-6和IL-8的過(guò)度產(chǎn)生[18]。其他炎性細(xì)胞因子,包括IL-17,增加IL-8的分泌,環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2COX-2)和芳香化酶的表達(dá),使該途徑成為一個(gè)有吸引力的治療靶點(diǎn)。LXA4的產(chǎn)生是由單核細(xì)胞IL-13誘導(dǎo)的,IL-13在月經(jīng)周期中受調(diào)節(jié),其表達(dá)是由卵巢類固醇激素和細(xì)胞因子誘導(dǎo)的。對(duì)微小RNA表達(dá)的研究揭示了該病的多種變化。Let-7miRNA是96例子宮內(nèi)膜異位癥患者子宮內(nèi)膜中表達(dá)上調(diào)最多的miRNA之一,Let-7miRNA多態(tài)性與子宮內(nèi)膜異位癥有關(guān)。Let-7 miRNAs抑制IL-13的表達(dá)[19]。
目前的治療方法主要是通過(guò)手術(shù)切除異位子宮內(nèi)膜組織和減輕癥狀,減輕癥狀通常是通過(guò)靶向激素或其受體治療。而且一旦停止治療,子宮內(nèi)膜異位癥容易復(fù)發(fā);但手術(shù)可導(dǎo)致粘連發(fā)展,誘發(fā)慢性盆腔疼痛和不孕。由于傳統(tǒng)的治療方法具有生物利用度差、不良副作用和影響生育等負(fù)面影響,探究新的治療子宮內(nèi)膜異位癥方法是必要的。由于炎癥是子宮內(nèi)膜異位癥的主要相關(guān)癥狀,尤其是不孕和疼痛的基礎(chǔ),所以一種針對(duì)與本病相關(guān)的炎癥變化的耐受性良好的免疫調(diào)節(jié)療法可以改善癥狀,且無(wú)現(xiàn)有治療的不良副作用。如上所述,LXA4通過(guò)抗炎和抗血管生成機(jī)制在臨床前子宮內(nèi)膜異位癥模型中具有積極的保護(hù)作用,且不會(huì)改變卵巢功能。
LXA4參與炎癥反應(yīng)和雌激素效應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,與其兩者形成互調(diào)節(jié)環(huán)路,三者之間相互影響,關(guān)系緊密。從目前的研究成果分析,LXA4很可能通過(guò)抗炎和調(diào)節(jié)雌激素效應(yīng)對(duì)子宮內(nèi)膜異位癥疾病進(jìn)展產(chǎn)生影響。LXA4作為一種內(nèi)源性抗炎因子,對(duì)機(jī)體的正常生理功能(如卵巢功能及骨骼生長(zhǎng))無(wú)明顯影響,因此其與目前已經(jīng)存在的內(nèi)異癥治療藥物相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)。另外,LXA4在子宮內(nèi)膜異位癥的“源頭治療”中也具有較好的發(fā)展前景。因此,深入探究LXA4的作用機(jī)制,將為探索子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病機(jī)制和生物靶向治療提供新的思路。