摘要
研究背景及目的 子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是指功能性子宫内膜腺体及间质在宫腔外异位种植的疾病,可广泛累积女性生殖系统,包括子宫、卵巢、输卵管、盆腔等器官[1]。目前它的发病机制尚不明确,主要学说包括:异位种植学说(也称为经血逆流学说)、在位内膜决定论、体腔上皮化生学说和诱导学说、干细胞学说、遗传因素、免疫因素及环境因素和生活方式等[2]。 EMs作为一种常见的妇科疾病,可引起女性痛经、性交痛、不孕及慢性盆腔痛,对育龄期妇女的生殖健康产生了严重的不良影响。据报道,EMs中40%-60%有不孕,不孕症中约25%-40%为EMs,因此2000年国外学者首次提出“endometriosis-associatedinfertility”这一全新概念,即“子宫内膜异位症性不孕症”[3,4]。该病的临床治疗包括药物和手术治疗及辅助生殖技术,但存在费用高、妊娠率低等问题,严重降低患者的生活质量并影响其家庭生活。近年来,EMs发病率呈现上升趋势,已成为全球关注的重大公共卫生问题。就其根本原因在于EMs不孕的发生机理尚不清楚,难以从根本上解决此类患者的生殖健康问题。 上皮间质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)是指上皮细胞在特定的生理和病理情况下向间质细胞转变的现象,在此过程中,细胞经历细胞骨架重构后失去细胞极性、黏合连接、细胞桥接,由此获得迁移和侵袭能力等间质细胞特征[5-7]。以往研究发现,EMT和纤维化在内异症的发生中扮演重要角色,具体表现为子宫内膜上皮细胞的EMT促进内异症局部炎症损伤、修复、纤维化、细胞侵袭和转移;同时上皮细胞获得间质细胞样侵袭和运动能力,使得内异症虽为良性疾病却有恶性肿瘤侵袭和转移的特性。 晚期氧化蛋白产物(advancedoxidationproteinproducts,AOPPs)是体内蛋白质氧化终末期产物,可诱导EMT及纤维化发生,是许多慢性疾病的发病机制[8-11]。AOPPs在内异症子宫内膜上皮细胞的炎症损伤、修复、细胞侵袭和转移中发挥重要作用[12,13]。课题组前期研究表明,异常增高的AOPPs作为内源性致病物质,诱导体内外模型的子宫内膜上皮细胞增殖、迁移、氧化应激和炎症损伤。提示AOPPs与子宫内膜细胞功能紊乱发生有关,但AOPPs是否参与子宫内膜细胞EMT和纤维化过程,尚不清楚。因此,通过对AOPPs诱导的子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化进行深入研究,对发掘细胞功能紊乱过程中新的影响因子及其作用机制,阐明AOPPs致内异症发病机制提供新的理论依据并发展新的干预途径。 本研究拟通过检测AOPPs在EMs中的表达情况,分析其表达与EMT和纤维化指标之间的相关性,并通过体外及动物体内实验,研究AOPPs在EMs的EMT和纤维化过程中的作用及相关分子机制,为进一步阐明AOPPs致EMs发病的机制提供新的理论依据,对寻找干预EMs发病的靶标提供新思路。 研究方法 一、内异症疾病状态下,AOPPs与EMT和纤维化的关系研究 收集20例临床确诊为EMs患者的手术切除的异位子宫内膜标本和在位子宫内膜标本以及20例正常子宫内膜组织标本,利用免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)检测在内异症的疾病状态下,卵巢异位囊肿、在位子宫内膜中AOPPs、EMT、纤维化指标的表达,并以正常妇女的子宫内膜组织做对照。 二、AOPPs对子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化的影响及机制研究 1、AOPPs的制备及浓度测定,将鼠血清白蛋白(RatSerumAlbumin,RSA)与次氯酸钠混合孵育制备AOPPs,后测定AOPPs浓度、蛋白定量及内毒素的含量。 2、原代SD大鼠子宫内膜上皮细胞的提取、鉴定及培养,刮取8周龄SD雌性大鼠子宫内膜,经消化、过滤、裂解、过滤等步骤分离出子宫内膜上皮细胞,并采用免疫荧光试验以鉴定所提取细胞的种类和纯度,进行细胞培养。 3、外源性补充AOPPs,同时予氧化抑制剂刺激,利用免疫荧光技术及Westernblot技术检测子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化指标的变化。 4、外源性补充AOPPs后,利用Westernblot检测子宫内膜上皮细胞中ERK1/2、P38的表达,同时进行信号通路阻断实验,分析AOPPs调控子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化的机理。 三、动物实验验证AOPPs在子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化发生中的作用 大鼠腹腔注射AOPPs4周、8周、12周后处死大鼠,取出子宫内膜组织,利用IHC检测EMT和纤维化指标,以进一步验证AOPPs介导了子宫内膜上皮细胞的EMT、纤维化过程。 研究结果 一、AOPPs与EMT和纤维化指标在EMs及正常女性组织中的表达鉴定 1、子宫内膜组织中AOPPs与EMT和纤维化指标的表达 IHC结果表明AOPPs在EMs组织中表达高,提示AOPPs参与EMs的发病过程,而在EMs组织中EMT相关指标E-cadherin表达下调、Vimentin表达上调,纤维化相关指标CollagenⅠ表达上调、组织中胶原纤维沉积增多,提示EMs与EMT及纤维化的发生有相关性。 2、AOPPs的表达和EMT及纤维化指标表达之间的关系 对IHC结果做统计分析,发现AOPPs与上皮细胞标志物呈负相关,与间质细胞标志物及纤维化标志物呈正相关,提示AOPPs可能通过EMT途径影响EMs相关纤维化及疾病进展。 二、AOPPs对子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化的影响及机制研究 1、免疫荧光法鉴定所提取的细胞 所提取的原代大鼠子宫内膜细胞经细胞经免疫荧光鉴定,结果显示提取细胞表达角蛋白(Pan-Keratin),波形蛋白(Vimentin)无表达,可认可为子宫内膜上皮细胞。 2、AOPPs诱导子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化 免疫荧光实验及Westernblot结果表明,与对照组相比,AOPPs以浓度和时间依赖方式下调上皮细胞细胞标志性蛋白表达水平,同时上调间质细胞标志性蛋白和纤维化标志性蛋白表达水平,提示AOPPs能诱导子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化改变。 3、AOPPs通过激活子宫内膜上皮细胞氧化应激反应诱导EMT的发生 Westernblot结果表明,与AOPPs组相比,氧化抑制剂预处理后上皮细胞标志性蛋白表达水平上调,而间质细胞标志性蛋白与纤维化标志性蛋白表达下调。上述实验提示氧化抑制剂能抑制AOPPs诱导的子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化的发生,从而说明,氧化应激反应参与了AOPPs诱导子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化的过程。 4、AOPPs通过激活MAPK通路诱导子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化 Westernblot结果表明,与AOPPs组相比,AOPPs+MAPK通路阻断剂组上皮细胞标志性蛋白的表达水平上调,而间质细胞标志性蛋白与纤维化标志性蛋白表达下调。上述实验提示MAPK阻断剂能抑制AOPPs诱导的子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化的发生,从而说明,MAPK通路介导了AOPPs诱导子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化的过程。 三、动物实验验证AOPPs在子宫内膜上皮细胞EMT和纤维化发生中的作用 IHC实验结果表明,与对照组相比,AOPPs处理组大鼠子宫内膜的上皮细胞标志性蛋白的表达水平上调,而间质细胞标志性蛋白与纤维化标志性蛋白的表达下调,进一步证明了AOPPs可促进大鼠子宫内膜上皮发生EMT和纤维化。 结论 AOPPs与子宫内膜异位症的EMT及纤维化密切相关;AOPPs可通过激活大鼠子宫内膜上细胞的氧化应激,上调MAPK通路中的p-ERK与p-P38的表达,进而使大鼠子宫内膜上皮细胞发生EMT和纤维化,从而促进子宫内膜异位症的发生发展。