王曉慶 綜述 薛晴 審校

北京大學(xué)第一醫(yī)院(100034)

子宮內(nèi)膜異位癥作為一種慢性、炎癥性、雌激素依賴性疾病，影響著約10%的育齡期女性，占女性不孕癥30%～40%[1-2]。盡管進(jìn)行了大量的內(nèi)分泌、免疫、遺傳等方面的研究，但其確切的機(jī)制和治療仍有待進(jìn)一步明確。干細(xì)胞是未分化的細(xì)胞，在機(jī)體損傷時(shí)通常被用作細(xì)胞儲(chǔ)庫以再生組織[3]。近些年來干細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)的研究主要涉及發(fā)病機(jī)制和治療兩方面。

1 干細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病機(jī)制

雖然“逆行性月經(jīng)”被當(dāng)作子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)理，但這個(gè)理論并不能解釋子宮內(nèi)膜異位癥只發(fā)生在10%的育齡女性中；不能解釋遠(yuǎn)離骨盆病灶產(chǎn)生的原因；也不能解釋男性患子宮內(nèi)膜異位癥的病例[4]。因此，子宮內(nèi)膜異位癥的機(jī)制依然有待深入研究。研究人員在異位病變部位發(fā)現(xiàn)了間充質(zhì)干細(xì)胞樣細(xì)胞群，推測(cè)子宮內(nèi)膜異位癥可能是來自子宮內(nèi)膜或外源性干細(xì)胞的遷移和植入導(dǎo)致[5-6]。提示子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病可能與干細(xì)胞有關(guān)。

1.1 不同種類的干細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥

1.1.1子宮內(nèi)膜來源現(xiàn)在研究認(rèn)為，女性一生中子宮內(nèi)膜會(huì)經(jīng)歷反復(fù)的循環(huán)再生。子宮內(nèi)膜包含的祖細(xì)胞和干細(xì)胞在允許子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)和修復(fù)的同時(shí)，也可以遷移異位，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生和發(fā)展[6]。人們發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞具有與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞相似的特性，具有特異性標(biāo)記物，以及向中胚層、內(nèi)胚層和外胚層譜系的多向分化潛能，表明其具備可塑性[7]。Brosens等[8]認(rèn)為，在新生兒逆行性子宮出血后，到達(dá)盆腔的子宮內(nèi)膜干(祖)細(xì)胞很可能在沒有循環(huán)雌激素的情況下存活多年，并且由于免疫系統(tǒng)的不成熟而避免了免疫清除，從而導(dǎo)致早發(fā)性子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生。

1.1.2異位病灶來源研究者發(fā)現(xiàn)，從在位和異位的子宮內(nèi)膜組織中均可分離出間充質(zhì)干細(xì)胞，而且與在位子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞不同，來自異位子宮內(nèi)膜的間充質(zhì)干細(xì)胞顯示出了更高水平的侵襲性、血管生成潛力和獨(dú)特的免疫表型，這可能與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[9-10]。Forte等[11]發(fā)現(xiàn)，異位病灶中干細(xì)胞群的變化與遺傳和表觀遺傳改變有關(guān)，包括miRNA表達(dá)失調(diào)，組蛋白和DNA修飾以及染色體畸變。例如miR-415可以通過靶向多種多能性因子，細(xì)胞骨架成分和蛋白酶抑制劑，抑制異位子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖、侵襲性和干性[12]。此外，研究者發(fā)現(xiàn)異位子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過旁分泌生成轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)和Wnt1增強(qiáng)基質(zhì)細(xì)胞的纖維化[13]。

1.1.3其他來源盡管子宮本身存在干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞也可能從骨髓等其他組織移行，以重新填充細(xì)胞群[13]。通過逆行月經(jīng)沉積在腹膜腔中的干(祖)細(xì)胞可能是導(dǎo)致盆腔(腹腔)子宮內(nèi)膜異位癥的原因,而遠(yuǎn)端子宮內(nèi)膜異位癥則可能來源于骨髓和其他來源的多能干細(xì)胞的分化[14]。研究者認(rèn)為，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可能是子宮內(nèi)膜異位癥的主要細(xì)胞來源，因?yàn)樗鼈兡軌蛟诋愇晃恢弥苯臃只癁樽訉m內(nèi)膜異位癥細(xì)胞并能遷移和浸潤(rùn)在位子宮內(nèi)膜，這在骨髓移植受者中已得到明確證實(shí)[13-14]。因此干細(xì)胞很可能有助于所有類型子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生和發(fā)展[14]。與此同時(shí)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可在某一微環(huán)境中向子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞分化，并且一定濃度的17β-雌二醇可促進(jìn)這種分化[15]。

1.2 干細(xì)胞的遷移與子宮內(nèi)膜異位癥

1.2.1骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的遷移細(xì)胞遷移是指細(xì)胞在接收到遷移信號(hào)或感受到某些物質(zhì)的變化后而產(chǎn)生的移動(dòng)。干細(xì)胞具有天然的遷移能力，這與其自我更新和分化的能力同樣重要,是維持組織穩(wěn)態(tài)和修復(fù)損傷的基礎(chǔ)[16]。Taylor[17]曾通過檢測(cè)骨髓移植患者的人白細(xì)胞抗原的產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)所有骨髓受者的子宮內(nèi)膜活檢標(biāo)本均檢出了供者源性子宮內(nèi)膜細(xì)胞，這些細(xì)胞占上皮細(xì)胞的0.2%～48%，占基質(zhì)細(xì)胞的0.3%～52%。但由于這些細(xì)胞也能表達(dá)腺和間質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物，在組織學(xué)上與內(nèi)源性子宮內(nèi)膜細(xì)胞不易區(qū)分。為進(jìn)一步將骨髓間充質(zhì)來源和子宮內(nèi)來源的循環(huán)細(xì)胞區(qū)分，基于男性骨髓不含循環(huán)的子宮內(nèi)膜細(xì)胞的特點(diǎn)，Taylor又將雄性小鼠的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植到了雌性子宮內(nèi)膜異位癥小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了異位病灶中帶有Y染色體的子宮內(nèi)膜細(xì)胞，進(jìn)一步確認(rèn)了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的確可以遷移到異位病灶并且再生為子宮內(nèi)膜細(xì)胞，這為子宮內(nèi)膜異位癥異位細(xì)胞的來源提供了另一種解釋[18]。Wang等[19]發(fā)現(xiàn)人子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子CXCL12，骨髓細(xì)胞表達(dá)CXCL12受體CXCR4。雌二醇可以增加CXCL12和CXCR4的表達(dá)，進(jìn)一步增強(qiáng)了化學(xué)吸引，促使干細(xì)胞遷移至子宮內(nèi)膜。不僅子宮內(nèi)膜組織具備吸引骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的能力，而且即使是異位到其他地方，這些內(nèi)膜也保留了吸引骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的能力[20-21]。Moridi等[21]認(rèn)為，與在位子宮內(nèi)膜相比，子宮內(nèi)膜異位病灶中CXCl12和CXCR mRNA的表達(dá)分別增加約4倍和6倍。這解釋了異位病灶在募集有限的循環(huán)干細(xì)胞時(shí)勝過在位子宮內(nèi)膜的原因。因此，異位病變似乎可起到“海綿”的作用，吸引干細(xì)胞并阻止它們遷移到子宮。子宮內(nèi)膜異位癥患者子宮內(nèi)膜的缺陷可能部分源于子宮內(nèi)膜干細(xì)胞的補(bǔ)充存在問題[6，21-22]。

1.2.2干細(xì)胞的遷移是多向的干細(xì)胞不僅可以遷移到異位，引起子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生和發(fā)展[23]，而且現(xiàn)在研究結(jié)果表明在位和異位子宮內(nèi)膜組織之間的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)很可能是雙向的。這些細(xì)胞可能會(huì)經(jīng)歷上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)這種遷移，并優(yōu)先回到子宮內(nèi)膜的基底層。即干細(xì)胞的無效販運(yùn)是重要的發(fā)病機(jī)制。研究者同樣確定了從異位病灶遷移到子宮的間充質(zhì)干細(xì)胞群[24]。這些細(xì)胞主要位于子宮內(nèi)膜的基底層，通常位于血管旁邊，而不是位于管腔的上皮內(nèi)層或在腺體內(nèi)。與在位子宮內(nèi)膜相比，它們顯示出獨(dú)特的基因表達(dá)譜，并且能夠產(chǎn)生改變內(nèi)膜容受性的相關(guān)因子。它們的異常存在可能會(huì)破壞上皮-間質(zhì)極性并導(dǎo)致患者的內(nèi)膜容受性下降[24]。

由此可見，在位和異位子宮內(nèi)膜的干細(xì)胞存在不同來源，它們之間的相互遷移有可能是子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2 干細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥的治療

現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)治療手段尚且無法完全消除子宮內(nèi)膜異位癥，這可能部分因?yàn)楫愇徊≡畹母杉?xì)胞對(duì)激素剝奪不敏感。手術(shù)雖然是治療的主要方法，但也難以識(shí)別和消除所有病變。疾病的持續(xù)存在和(或)癥狀的復(fù)發(fā)對(duì)患者和醫(yī)療保健系統(tǒng)造成了重大的負(fù)擔(dān)[25-30]。因此探索其他治療方案顯得尤為重要。間充質(zhì)干細(xì)胞由于其自我更新潛能和分化能力,是再生醫(yī)學(xué)和基于細(xì)胞療法的理想候選者[31]，或許能為子宮內(nèi)膜異位癥的治療提供新思路。

2.1 干細(xì)胞與基因修飾

與直接把基因轉(zhuǎn)移到體內(nèi)相比，間充質(zhì)干細(xì)胞介導(dǎo)的基因療法具有某些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，包括容易歸巢到損傷部位，細(xì)胞易于培養(yǎng)，免疫原性弱和可實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)等[32]。子宮內(nèi)膜基因治療的潛在目標(biāo)包括與血管生成、激素平衡和炎癥介質(zhì)相關(guān)的基因[33-34]。例如，通過調(diào)控miR-145靶向多種多能性因子、細(xì)胞骨架成分和蛋白酶抑制劑，可以抑制異位間充質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞的增殖、侵襲性和干性[11]。為了研究分泌抗血管生成sFlt-1的Adsflt-1工程化人類在位間充質(zhì)干細(xì)胞作為子宮內(nèi)膜異位癥靶向細(xì)胞療法的效率，Koippallil 等[34]用病毒載體轉(zhuǎn)染在位間充質(zhì)干細(xì)胞并評(píng)估了sFlt-1的表達(dá)和分泌，發(fā)現(xiàn)處理后的動(dòng)物表現(xiàn)出子宮內(nèi)膜異位病變顯著減小[(52.8±1.8)%]，微血管長(zhǎng)短和密度也顯著減小，同時(shí)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、胎肝激酶1和基質(zhì)金屬蛋白酶2和9的轉(zhuǎn)錄物的表達(dá)顯著下調(diào)。這說明針對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行基因修飾的療法是有前景的。He等[35]曾探討細(xì)胞命運(yùn)調(diào)節(jié)因子Notch1在子宮內(nèi)膜異位癥機(jī)制中的作用，結(jié)果顯示抑制表達(dá)Notch1，可以導(dǎo)致體外人子宮內(nèi)膜干細(xì)胞的克隆形成和遷移顯著下降以及小鼠子宮內(nèi)膜異位病變的減小。這意味著Notch1的特異性抑制可以改變子宮內(nèi)膜異位組織的發(fā)生和進(jìn)展。此外，基于體細(xì)胞重編程得到誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞發(fā)展起來的疾病模型構(gòu)建技術(shù)，也已經(jīng)在婦產(chǎn)科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了初步應(yīng)用[36]。盡管目前更多應(yīng)用于模擬單基因顯性遺傳疾病，這一方向依然有廣闊的前景。

2.2 控制干細(xì)胞的遷移和移植

減少子宮內(nèi)膜干細(xì)胞和骨髓來源干細(xì)胞向異位病灶的遷移和移植，增加向在位內(nèi)膜的遷移和移植，或許能成為治療子宮內(nèi)膜異位癥的新方法[23]。Naqvi等[37]證明，雌激素是將干細(xì)胞募集到病灶所必需的。因此抗雌激素治療可能部分通過阻止干細(xì)胞向病變部經(jīng)募集而起作用。Sakr等[20]注意到，在沒有抗雌激素治療的情況下，更多的干細(xì)胞被募集到了異位病灶而不是子宮。他們還發(fā)現(xiàn)，選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑巴多昔芬與共軛雌激素一起使用，可以顯著減少骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞向病變的募集，促進(jìn)在位內(nèi)膜中的間充質(zhì)干細(xì)胞植入，從而導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位癥病變的消退。

因此，在干細(xì)胞水平進(jìn)行基因修飾以及控制干細(xì)胞的遷移與移植，有望使異位病灶的縮小和消失。

3 結(jié)論與展望

干細(xì)胞不僅在子宮內(nèi)膜生理、再生和修復(fù)中起主要作用，這些細(xì)胞的遷移和植入使得它們?cè)谧訉m內(nèi)膜異位癥的發(fā)生發(fā)展中起重要的作用，也因此在子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病機(jī)制和治療的相關(guān)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。例如，結(jié)合相關(guān)致病因子或生物標(biāo)記物，有助于構(gòu)建更多的子宮內(nèi)膜異位癥遺傳動(dòng)物模型；對(duì)在異位間充質(zhì)干細(xì)胞在細(xì)胞甚至單細(xì)胞水平上的深度測(cè)序和表觀遺傳分析，將有可能揭示這些細(xì)胞的調(diào)節(jié)和功能?，F(xiàn)雖已有關(guān)于miRNA、lncRNA等與子宮內(nèi)膜異位癥的相關(guān)研究，但集中于芯片和測(cè)序篩選差異分子，尚不深入，在此基礎(chǔ)上結(jié)合干細(xì)胞進(jìn)行基因修飾的相關(guān)研究更不多見。期待研究者可以在此領(lǐng)域充分結(jié)合干細(xì)胞基因調(diào)控的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)進(jìn)行更深入的探討，其有可能成為子宮內(nèi)膜異位癥機(jī)制研究、治療方法以及臨床轉(zhuǎn)化的重要方向。