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杏仁苷通过抑制TGF-β信号通路减轻子宫内膜异位症相关上皮-间质转化,并有效抑制异位子宫内膜细胞增殖迁移及炎症反应,其疗效在患者来源细胞中得到验证。
Fang Hu|Jie Zheng|Guoqiong Zhang|Xiaofeng Wen
中国湖北省妇幼保健医院生殖科,隶属于华中科技大学同济医学院,武汉
摘要
子宫内膜异位症是一种常见的妇科疾病,其特征是慢性盆腔疼痛、不孕症和全身性症状,目前治疗选择有限。苦杏仁核中提取的氰苷类化合物苦杏仁苷(amygdalin)在子宫内膜异位症的治疗中显示出潜力,但其分子机制尚不清楚。在本研究中,我们探讨了苦杏仁苷对正常子宫内膜上皮细胞和子宫内膜异位症上皮细胞上皮-间质转化(EMT)的影响,并研究了相关的信号通路。我们发现苦杏仁苷抑制了子宫内膜异位症病灶上皮细胞(EECs)的增殖,并减少了17β-雌二醇诱导的正常上皮细胞(NECs)的增殖、侵袭、迁移、血管生成、炎症细胞因子的分泌以及EMT相关标记物的表达。机制上,苦杏仁苷通过抑制TGF-β通路阻断了17β-雌二醇诱导的NECs的EMT,这一作用通过TGF-β基因敲低和药物抑制得到了验证。值得注意的是,这些发现也在从子宫内膜异位症患者体内分离出的原代子宫内膜上皮细胞中得到了进一步验证,苦杏仁苷显著抑制了细胞增殖并下调了TGF-β信号通路中的关键蛋白。综上所述,我们的结果表明苦杏仁苷通过调节TGF-β信号通路,减弱了17β-雌二醇驱动的子宫内膜上皮细胞的迁移、侵袭和EMT。其在患者来源细胞中的疗效进一步支持了其作为子宫内膜异位症治疗药物的潜力。
引言
子宫内膜异位症(EM)是一种常见的妇科疾病,常与女性不孕症相关。该疾病的特点是子宫内膜样组织在子宫腔外生长,可侵犯盆腔部位(如腹膜、卵巢和邻近器官),以及盆腔外的部位(如肠道、膀胱和输尿管)。这些异位病灶会经历周期性出血,引发局部炎症、纤维化和粘连形成。因此,患者常出现慢性盆腔疼痛、痛经、性交痛、排尿困难和排便困难等症状[1]、[2]。目前的治疗主要依赖于激素疗法和症状控制,但这些方法常常受到副作用、疗效不足和高复发率的限制[3]。因此,迫切需要开发新的、安全有效的药物,这些药物能够针对子宫内膜异位症进展中的特定分子靶点和信号通路。
子宫内膜异位症的发病机制复杂,确切的病因尚不清楚。子宫内膜包含多种干细胞群体,包括子宫内膜上皮干细胞/前体细胞(eSCs)、子宫内膜间质干细胞(CD140b+CD146+/SUSD2+,eMSCs)和侧群细胞(SPs)。在逆向月经过程中,eSCs与eMSCs可能逃避凋亡并发生间质样转化,获得增强的增殖、迁移和血管生成能力[4]、[5]。此外,子宫内膜异位症患者的腹膜微环境中的因素(如雌二醇(E2)、缺氧、白细胞介素-1(IL-1)和孕酮(P4)已被证明可以诱导上皮-间质转化(EMT)。这一过程使子宫内膜上皮细胞获得间质特性,附着在异位部位,并最终促进病灶的形成[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]。因此,抑制子宫内膜细胞中的EMT以及针对异位病灶中间质样细胞的增殖、迁移-黏附、血管生成和炎症分泌是重要的治疗策略。
苦杏仁苷(ADN)是一种天然存在的芳香氰苷类化合物,广泛存在于植物种子中,尤其是在杏仁核中。它在亚洲和欧洲有着悠久的使用历史,用于治疗多种疾病,包括咳嗽、哮喘、恶心、麻风病和白癜风[13]。最初作为潜在的抗肿瘤物质进行研究,苦杏仁苷可通过Akt-mTOR和整合素β1/4等通路诱导肿瘤细胞凋亡,同时抑制增殖、黏附、迁移和血管生成。进一步的研究揭示了其其他药理作用,包括抗炎、抗纤维化和抗氧化作用,这些作用是通过抑制NLRP3、NF-κB、TGF-β/CTGF和JAK/STAT等信号级联实现的[14]、[15]。例如,Chen等人证明苦杏仁苷通过抑制TGF-β1/Smad信号通路改善了糖尿病肾病的氧化应激、炎症和肾组织纤维化[16]。最近的一项UPLC/Q-TOF-MS/MS分析表明,苦杏仁苷是传统中药“桂枝茯苓丸”的关键活性成分之一,这进一步支持了其治疗子宫内膜异位症的潜力[17]。
总之,已有研究表明苦杏仁苷在病理条件下可以抑制多种类型细胞的EMT;然而,其对子宫内膜上皮细胞的影响尚未报道。我们之前的动物研究表明,在子宫内膜异位症大鼠模型中同时给予苦杏仁苷和阿托伐他汀可以降低腹腔内的炎症因子(TNF-α、IL-6、MMP-2、MMP-9)水平,增加抗氧化标志物(GSH、SOD、GPx、过氧化氢酶)的水平,并显著减轻组织中的白细胞浸润和纤维化[18]。作为一种天然产物,苦杏仁苷具有显著的药理活性,包括抗炎、抗氧化和抗纤维化作用,且细胞毒性较低[13]。然而,其对子宫内膜上皮细胞中EMT的影响及其潜在的分子机制仍需进一步研究。基于上述证据,本研究旨在证明苦杏仁苷通过TGF-β信号通路抑制人类子宫内膜上皮细胞的间质转化,并抑制异位细胞的增殖、迁移和其他病理行为。
实验部分
苦杏仁苷抑制正常和子宫内膜异位症上皮细胞中17β-雌二醇诱导的增殖、迁移和侵袭
我们首先使用CCK-8测定法评估了不同浓度的苦杏仁苷(ADN)对正常子宫内膜上皮细胞(NECs)和子宫内膜异位症上皮细胞(EECs)增殖的影响。如图1A所示,高浓度(200和500 μg/ml)的ADN在48小时和72小时后显著降低了EECs的增殖。在NECs中,仅在500 μg/ml浓度下观察到显著的抑制效果(图S1A)。同时,17β-雌二醇显著
讨论
子宫内膜异位症(EM)是一种影响育龄女性的致残性疾病,其特征是功能性子宫内膜腺体和基质在子宫腔外生长[22]。尽管报道的发病率在2%到10%之间变化,但其实际患病率仍不确定;值得注意的是,30-50%的子宫内膜异位症患者存在不孕症[23]。子宫内膜异位症的病理生理机制在生殖医学领域仍是个谜[24]。最广泛接受的假说最初提出
细胞培养
永生化的人类子宫内膜异位症上皮细胞(EEC, 12-Z)和永生化的人类正常子宫内膜上皮细胞(NEC)由中国类型细胞培养中心提供。子宫内膜异位症细胞和正常子宫内膜细胞在含有10%胎牛血清(FBS;Thermo Fisher, A5670701)和抗生素(Thermo Fisher, 15140122)的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)/F-12(Thermo Fisher, 10565018)中培养,培养条件为5% CO2和95%空气的湿润环境,温度为37℃。
组织收集和细胞培养
正常子宫内膜
伦理声明
无
资助
本工作得到了湖北省妇幼保健医院的支持:为了探索苦杏仁苷基于TGF-β/Smad信号通路抑制子宫内膜上皮-间质转化的分子机制(项目编号:2023SFYM016)以及国家基础研究计划(973计划编号:2011CB013506)的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢所有参与这项研究的参与者。