李岷鸿，许发亚，李细艳，涂皎，肖雁冰

遵义医科大学附属遵义市妇幼保健院妇产科，贵州 遵义 563000

子宫内膜异位症（EMs）是有活性的子宫内膜组织异位到宫腔以外的位置，多位于卵巢内，对女性的生理、心理和社会完整性构成较大威胁，在10%～35%的女性中可引起盆腔疼痛和不孕［1］。近年来，该病呈年轻化趋势，发病机制不明确。程序性细胞死亡亦称为细胞凋亡，指细胞受到基因控制，为更好地适应生存环境而进行的一种非病理条件下的死亡过程。在月经期，子宫内膜通过细胞凋亡消除衰老的细胞，有助于稳定子宫内膜细胞的内稳态［2］。但细胞的异常凋亡，即细胞凋亡减少和增殖增强可能使子宫内膜细胞具有选择性生存优势［3］，促进子宫内膜异位症的发生发展。因此，破坏促进细胞存活机制的方法可能在管理子宫内膜异位症中有效。然而，内质网应激（ERS）、线粒体氧化应激及低氧应激与子宫内膜异位症细胞凋亡的形成和缓解有关，不同的应激通过不同方式影响细胞凋亡，进而影响子宫内膜异位症的发生发展。现就ERS、线粒体氧化应激及低氧应激对子宫内膜异位症子宫内膜细胞凋亡的影响研究进展综述如下。

1 ERS对子宫内膜异位症子宫内膜细胞凋亡的影响

内质网（ER）是真核生物蛋白质折叠和成熟的重要场所，合成蛋白质的细胞需求与其折叠能力相匹配。然而，折叠中的生理需求或畸变导致不平衡，这可能导致未折叠或错误折叠的蛋白质在ER 中积累和聚集，导致ERS［4］，ERS 作为一种保护性因素可作用未折叠蛋白反应、PI3K/AKT/mTOR 信号通路及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路响应许多细胞应激而参与子宫内膜异位症的细胞凋亡。

1.1 调节未折叠蛋白反应（UPR）促进子宫内膜细胞凋亡 UPR 是一种细胞信号系统，监测ER 内的蛋白质折叠水平，可根据蛋白质合成的需要恢复或调整蛋白质的折叠能力，以稳定蛋白质的稳态确保细胞存活。然而，细胞内外刺激干扰ER 的功能导致未折叠或错误折叠的蛋白质在ER 中积累和聚集，导致ERS。严重ERS 所导致的持续激活会促进细胞凋亡［4-5］。异位子宫内膜细胞中GRP78 的水平明显高于正常子宫内膜细胞，说明子宫内膜异位症发生过程中激活了UPR 级联反应，上调GRP78 表达并显著降低了异位子宫内膜细胞凋亡的敏感性，提高了其抗凋亡能力，有利于异位子宫内膜细胞的存活。在子宫内膜异位症患者的腹腔液里，发现其他UPR 蛋白，如肌醇需要蛋白1a（IRE1a）和蛋白激酶RNA 样内质网激酶（PERK）亦增加［6］。表明UPR 参与子宫内膜异位症的发生发展。研究显示，ERS 作用下UPR 可通过CCAAT/CHOP/TRIB 3 信号转导促进异位子宫内膜细胞的凋亡活性［7］。UPR 的PERK持续激活导致激活转录因子4（ATF4）的选择性翻译，促进促凋亡蛋白C/EBP 同源蛋白（CHOP）上调，这是参与细胞凋亡调控的转录因子，代表细胞进入凋亡的重要过渡信号，诱导细胞凋亡，而且激活的转录因子6（ATF6）亦可诱导CHOP 表达，导致与UPR相关的细胞凋亡［8］。在正常生理条件下，CHOP表达保持在较低水平，而在ERS 状态下，PERK、ATF6 和IRE1a 的激活可诱导CHOP 转录，促进细胞凋亡。UPR 的IRE1a 持续激活可导致其与肿瘤坏死因子受体相关因子2（TRAF2）相互作用，刺激促凋亡因子BID 和BIM，同时抑制抗凋亡因子Bcl-2、Bcl-XL和MCL-1，TRAF2 亦可促进Caspase-12 的聚类，促进凋亡。

1.2 抑制PI3K/Akt/mTOR 信号通路促进细胞凋亡 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是一种人类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，对细胞有重要的生物学作用。ER 不仅可作为转录因子刺激PI3K/Akt/mTOR通路，还可通过与级联效应因子的相互作用来刺激PI3K/Akt/mTOR 通路。抑制mTOR 可以抑制子宫内膜异位症鼠模型的病灶，并通过自噬诱导促进人子宫内膜异位细胞凋亡［9］。MADANES等［10］发现，与正常子宫内膜相比，子宫内膜异位症患者在位和异位子宫内膜PI3K 表达和Akt 磷酸化升高。Akt 是一种多效凋亡调节因子，可增加子宫内膜异位症细胞的存活并降低凋亡，提示PI3K/Akt/mTOR 通路在子宫内膜异位症的发病中起关键作用。事实上，PI3K/Akt/mTOR 通路似乎调节了异位子宫内膜组织对孕酮的反应，并可能与孕酮抵抗有关，这在子宫内膜异位症中较常见。CHOI 等［7］发现，Akt/mTOR可被ERS 抑制进而触发细胞凋亡。子宫内膜异位症中PI3K/Akt/mTOR 通路的频繁激活使其成为一种有吸引力的治疗靶点。

1.3 作用于丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路促进细胞凋亡

1.3.1 抑制ERK1/2 通路 MAPK/ERK 通路是哺乳动物中研究较全面的MAPK 通路，MAPK 信号通路是一种细胞应激激活通路，该通路调控多种细胞反应，如细胞增殖和细胞凋亡。子宫内膜异位症病变中ERK 信号通路的激活导致Bcl-2 激活，而Bcl-2是一种内在凋亡通路的抑制因子，说明ERK 信号通路可减少子宫内膜异位症细胞凋亡并提高细胞存活率。抑制MAPK 激酶1/2（MEK1/2）可增加人子宫内膜异位间质细胞总孕激素受体（PR）蛋白和核孕激素受体蛋白水平，但在无子宫内膜异位症患者中PR 蛋白水平未增加，同时MEK1/2 抑制剂降低了子宫内膜异位症间质细胞的活力，促进了细胞凋亡［11］。在子宫内膜异位症细胞中，柚皮素作为一种黄烷酮化合物，在子宫内膜异位症细胞系中抑制细胞增殖并促进凋亡，通过诱导ERS 抑制细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）活性，添加ERK1/2 抑制剂与柚皮素对子宫内膜异位症细胞发挥协同作用。抑制MAPK/ERK 信号通路可降低细胞去分化和抗凋亡作用，通过影响下游细胞周期调节蛋白、凋亡相关蛋白和其他效应分子（如G1/S 特异性Cyclin D1）的活性［12］。表明ERS 下抑制MAPK/ERK 通路是子宫内膜异位症的有效治疗靶点。

1.3.2 持续激活JNK 信号通路 丝裂原活化蛋白激酶JNK 信号通路是一种细胞应激激活通路，调控细胞增殖和凋亡。JNK 通路是MAPK 信号通路的第三个主要信号通路，JNK 通路可能被细胞因子、生长因子剥夺和应激激活［11-13］。JNK 信号在ERS 反应中存在两个功能截然不同的阶段，在UPR 早期，这种立即激活的JNK 发挥抗凋亡作用，而JNK 的持续激活导致细胞死亡。JNK 抑制引起细胞因子分泌减少，能克服孕激素抵抗［13］。与p38 相似，雌激素可刺激JNK 的磷酸化，并诱导MCP-1、IL-8 的分泌，促进人子宫内膜间质细胞的生长，雌激素还可通过ASK1的磷酸化抑制JNK 活性来抑制细胞凋亡，因为JNK在内外两种凋亡通路中发挥关键作用［11-14］。p38 信号通路在子宫内膜异位症炎症过程中发挥一定作用，但不参与凋亡通路。目前有关JNK 信号通路在子宫内膜异位症中作用的文献较少。然而，由于它参与细胞增殖和凋亡等活动，其在子宫内膜异位症中的作用尚在研究中。

2 线粒体氧化应激对子宫内膜异位症细胞凋亡的影响

线粒体是一种重要的能量细胞器，已知线粒体是子宫内膜异位症产生活性氧（ROS）的主要来源，反映了ROS 生成与抗氧化防御之间的失衡。当ROS 物种超过固有的抗氧化能力时，就会发生氧化应激，对正常细胞和组织的生物分子造成损伤引发细胞凋亡，在子宫内膜异位症细胞凋亡中起重要作用［15］。线粒体还通过许多其他细胞参数参与氧化应激过程，包括胞质钙（Ca2+）、雌激素受体β（ERβ）参与子宫内膜异位症细胞凋亡。

2.1 维持铁与ROS 水平从而促进线粒体氧化应激 线粒体是ROS 的细胞来源，ROS 影响呼吸链酶和ATP 酶，使ATP 耗竭和线粒体通透性过渡孔的打开，可致线粒体功能障碍和细胞凋亡［15-16］。铁作为多种代谢酶的辅因子，参与生殖系统发育的诸多过程，然而，当以超生理量存在时，铁由于其氧化还原反应性而成为潜在的生物危害物质。在线粒体中，铁促进氧化环境的建立。正常情况下，细胞内铁的过量增加可通过产生ROS 引发细胞凋亡［17］。研究表明，ROS 激活叉头盒（FOX）转录因子，增加HNF-1β 的表达，HNF 过表达通过抗凋亡作用促进细胞存活，并增强细胞周期，HNF-1β 对ROS 应激诱导的子宫内膜异位症细胞凋亡具有保护作用［16-17］。但过载的ROS 和被抑制的ROS 均不利于细胞凋亡，靶向ROS寻求稳定水平可为子宫内膜异位症的治疗和诊断提供参考，可尝试抗氧化疗法。

2.2 摄取过量Ca2+促进线粒体氧化应激 线粒体Ca2+摄取在调节线粒体活性、代谢和能量生产方面发挥重要作用，在生理条件下，对部分细胞过程的调节至关重要。但线粒体的Ca2+摄取过量，可导致ROS增加，与不同的凋亡刺激相结合，使细胞器对凋亡刺激敏感调节细胞的死亡［16-17］。部分肿瘤抑制因子可通过稳定和促进Ca2+从ER 向线粒体穿梭，从而促进凋亡细胞的死亡，此表明强劲而持久的线粒体Ca2+上升触发细胞死亡。在凋亡条件下，位于ER-线粒体接触位点的IP3R-Grp75-VDAC1 复合物至关重要，增强了ER-线粒体Ca2+转移。Ca2+通道紧密调节Ca2+稳态，将Ca2+引入细胞质，参与调节细胞功能，包括细胞模式的形成、死亡等。炎症介质的PGE2 可通过上调钙通道Cav1.3 表达，下调PARP 和Caspase-3，最终抑制细胞凋亡［18］。正常情况下，一旦细胞凋亡被激活，PARP 将以底物的形式参与细胞凋亡过程。Caspase-3对PARP 的蛋白水解是细胞凋亡的早期事件，而持续的Ca2+促进线粒体氧化应激从而发挥促凋亡作用，上调钙通道Cav1.3 表达可抑制细胞凋亡。

2.3 抑制雌激素受体β（ERβ）促进线粒体氧化磷酸化 ERβ 被认为在子宫内膜异位症异位组织中比ERα 表达更高，并驱动子宫内膜异位症的进展。子宫内膜异位症细胞可通过获得ERβ 功能而逃脱免疫监视并发挥抗凋亡作用。研究发现，与肌瘤相比，子宫腺肌症和卵巢子宫内膜瘤组织中ERβ mRNA 表达分别增加了7.6 倍和9.3 倍［19］。MnSOD是线粒体基质内的一种氧化还原酶，是线粒体内主要的ROS 清除者。而ERβ 诱导MnSOD 升高，ERβ敲除明显降低了MnSOD 转录水平。MnSOD 清除超氧化物可能减轻ROS 应激，从而增强对ROS 诱导的细胞死亡抵抗力。ERβ 的核和胞质分布均被证实能促进异位病变的存活。核定位的ERβ 表现出血清和糖皮质激素调节激酶的转录激活，多聚蛋白复合物的形成干扰了ASK1 和TNF 受体相关因子2（TRAF2）之间的联系，TRAF2 是TNF-α 信号通路中TNFR1 信号复合物的关键成分，阻断TNF-α 诱导的细胞凋亡，通过这种方式，ERβ 通过与多种靶蛋白相互作用，积极参与抑制细胞凋亡［14］。此外，在子宫内膜异位症小鼠模型中，ERβ 可抑制Caspase-8 和Caspase-9 的激活，从而阻止外部和内部的凋亡信号传导［15］。ERβ 激活的PGC-1α 和PGC-1β 促进Nrf2表达，子宫内膜异位症中Nrf2 的持续激活导致线粒体氧化磷酸化引起过度的氧化应激，可能导致细胞死亡。但异位子宫内膜中Nrf2 的表达显著降低，从而抑制TNF-α 诱导的凋亡［14-20］。上述结果提示mtERβ 维持或保护线粒体功能，以降低细胞对氧化应激或代谢应激的敏感性，维持氧化还原稳态，抵抗氧化损伤诱导的细胞凋亡，有助于子宫内膜细胞在应激环境下的存活。抑制ERβ 的活性，恢复线粒体氧化应激促进细胞凋亡是有效治疗靶点。

3 低氧应激对子宫内膜异位症细胞凋亡的影响

正常情况下，月经时脱落的子宫内膜细胞在血供丧失时，立即转化为严重缺氧状态，随后相关凋亡信号通路被激活，诱导细胞凋亡，子宫内膜细胞最终被盆腔的免疫细胞清除［2］。然而，在子宫内膜异位症患者中，缺氧应激下可能促进低氧诱导因子表达、糖酵解、激活NTRK2 信号通路、诱导细胞自噬发生各种抵抗细胞凋亡的生物学功能改变，从而提高其抗缺氧能力或抗凋亡能力，适应缺氧环境并存活。最终，它们会发展成子宫内膜异位症损伤［21］。

3.1 刺激低氧诱导因子（HIF）过表达抑制细胞凋亡 子宫内膜异位症的异位细胞比在位细胞表现出更多的缺氧。正常情况下，子宫内膜细胞在子宫内膜毛细血管血供丧失时脱落，立即转化为严重缺氧状态。随后相关凋亡信号被激活，诱导细胞凋亡，同时，这种短暂的生理缺氧可以促进脱落的子宫内膜表面及时修复，防止月经过度出血［21］。然而，在子宫内膜异位症患者中，通过缺氧微环境和子宫内膜异位细胞之间的相互作用，使子宫内膜异位细胞得以存活，适应缺氧环境。最终促进子宫内膜异位症的发生发展。因此，缺氧也可能是该疾病的驱动因素。但其相关的病理机制尚不清楚。当子宫内膜细胞随逆行月经血进入盆腔，尚未建立有效的血液循环时，持续缺氧可诱导子宫内膜细胞中低氧诱导因子1α（HIF-1α）过表达，从而诱导子宫内膜环境内各种因子的分泌，通过多种机制促进子宫内膜异位症的发生［22］。HIF-1α 作为机体应对缺氧的总开关，缺氧微环境刺激子宫内膜异位间质细胞［23］和腹膜间皮细胞产生和稳定HIF-1α，促进TGF-β1/Smad 和VEGF 信号转导通路的激活，从而增加细胞存活，凋亡潜能降低［24］。另外，缺氧也通过介导IL-6表达，进一步增强STAT3 的激活，从而抑制子宫内膜异位症间质细胞的细胞凋亡［24］。缺氧是子宫内膜异位症发病机制中的一个强有力的调节因子，阻断缺氧作用被认为是治疗该种疾病的理想治疗策略。

3.2 促进糖酵解抑制细胞凋亡 子宫内膜在位细胞的代谢模式与异位细胞有较大不同。据报道，子宫内膜异位细胞表现出类似Warburg 效应的表型，这是恶性细胞具有的一种独特能量代谢特征，Warburg 效应的优势在于抑制ROS 过量产生，激活子宫内膜异位症细胞的生存信号，从而防止细胞死亡［21］。具体来说，即使在缺氧条件下，恶性肿瘤细胞亦可通过糖酵解来维持能量，增加葡萄糖消耗和乳酸的产生。这一进展为恶性细胞的生长提供了丰富能量，确保它们快速增殖的能力，而HIF-1α 在这一能量代谢途径中发挥重要作用，并可能保护细胞免受缺氧应激［25］。HIF-1α 和TGF-β1表达增加导致的葡萄糖摄取增强是子宫内膜异位症的标志，HIF-1α可调节子宫内膜异位间质细胞中与糖酵解相关基因的表达。表明缺氧在转化糖代谢的细胞特征方面发挥关键作用。从线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）转换到糖酵解，抑制三羧酸循环代谢，从而减少氧消耗，维持细胞在缺氧条件下的生存。与无子宫内膜病变的女性相比，子宫内膜病变附近的腹膜间皮细胞也表现出明显的糖酵解升高、乳酸生成增加。表明子宫内膜异位细胞和邻近的腹膜间皮细胞的特征是TCA 循环/OXPHOS 阻滞和代谢转变为有氧糖酵解［24］。糖酵解指标如丙酮酸脱氢酶激酶1 （PDK1）和乳酸脱氢酶A（LDHA）在子宫内膜异位症病变中比正常子宫内膜高表达。此外，子宫内膜基质细胞和腺上皮细胞缺氧暴露增加了LDHA mRNA 和蛋白表达。表明缺氧可能在子宫内膜异位囊肿的发生发展中发挥重要作用，并与LDHA 表达上调相关。有研究表明，通过缺氧诱导的PDK1 上调来介导代谢开关，因为使用PDK 抑制剂DCA 可消除这些影响。PDK1 上调在氧化应激和低氧微环境中提供了生存优势［26］。糖酵解导致细胞代谢改变和乳酸蓄积，从而抑制细胞凋亡，这与肿瘤细胞具有高度相似性。总之，低氧应激下代谢重编程可能有助于细胞应对子宫内膜异位症中的敌对微环境促进生存。

3.3 促进神经营养受体酪氨酸激酶2（NTRK2）信号表达抑制细胞凋亡 NTRK2 是一种脑源性神经营养因子（BDNF）和神经营养因子4（NTF4）的膜结合体。当配体结合，NTRK4 发生磷酸化并激活下游级联。最近发现NTRK2 在深部浸润性子宫内膜异位症中表达增加，在子宫腺肌病女性的分泌期子宫内膜中表达增加，并与CA125 浓度和痛经呈正相关。但NTRK2 在子宫内膜异位症中的作用尚不清楚。在子宫内膜异位症小鼠模型中发现，抑制NTRK2 可使异位子宫内膜病变发生凋亡，对正常子宫内膜无抑制作用。在缺氧条件下，NTRK2 的表达升高，下调HIF-1α 可降低NTRK2 表达。表明缺氧在转录水平上介导NTRK2 表达。采用选择性NTRK2 信号拮抗剂ANA-12 治疗，子宫内膜异位病变消退，异位子宫内膜异位病变中凋亡细胞的数量增加［27］。说明在缺氧应激下促进了NTRK2 在子宫内膜异位间质细胞中异常表达，阻断NTRK 2 信号通路增强了异位间质细胞的凋亡。提示靶向NTRK2 信号通路可能是子宫内膜异位症非激素治疗的潜在选择。

3.4 促进细胞异常自噬抑制细胞凋亡 自噬机制在细胞生理学中的作用是多方面的。自噬是能量转换的一个组成过程，尤其当细胞遇到氧化应激或缺氧应激时，自噬会被诱导，适度的自噬对于细胞生存有益，而过度和不足的自噬活性对维持细胞内稳态具有不利影响。在子宫内膜异位症中自噬上调，表明这种防御机制是为了防止子宫内膜异位症细胞死亡。LIU 等［28］研究证实，子宫内膜异位症的自噬反应是由缺氧刺激的，HIF-1α 是促进人子宫内膜异位症间质细胞LC3 脂化的关键因子，进一步促进微管相关蛋白轻链3 （LC3）脂化。自噬与子宫内膜异位症的发病和进展有关。低氧应激下导致子宫内膜异位症中异常的自噬使得细胞凋亡抑制和免疫反应异常。

综上所述，ERS（UPR、PI3K/AKT/mTOR 信号通路及MAPK 通路）、线粒体氧化应激（铁过载与ROS、Ca2+水平、ERβ）及低氧应激（HIF、糖酵解、NTRK2 信号通路、细胞自噬）主要作用于参与子宫内膜异位症细胞凋亡过程的通路和分子，这些通路与分子可作为潜在的治疗靶点。但由于子宫内膜异位症病因及发病机制复杂，这些通路与分子作用于子宫内膜异位症细胞凋亡的同时，是否参与其炎症、血管生成和细胞迁移等生物学行为，需进一步寻找证据证实。