泛素化与子宫内膜异位症不孕的研究进展_樊旭梅.pdf

CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.2 January 202321 2023年1月第13卷第2期综 述泛素化与子宫内膜异位症不孕的研究进展樊旭梅1汤伟伟2熊露2万贵平2 1.南京中医药大学附属中西医结合医院妇产科，江苏南京210028；2.江苏省中医药研究院，江苏南京210028 摘要 子宫内膜异位症（EMs）影响女性生殖系统，越来越多的具有生育要求的 EMs 女性生育力下降。泛素化是蛋白质翻译后修饰的方式之一，在妇科疾病中，泛素化调控了多种关于 EMs 相关的信号通路，并在肿瘤增殖和移植中发挥了很多作用。S 相激酶相关蛋白 2（SKP2）是参与泛素化的一种蛋白，在生殖中至关重要。在 EMs 不孕中，SKP2 通过泛素化同源框基因 A10（HOXA10），降低子宫内膜容受性。由此提示治疗的新选择可以通过抑制 SKP2 泛素化 HOXA10，从而改善子宫内膜容受性，提高妊娠率。本文通过查阅国内外的相关文献报道，阐述泛素化和 EMs 不孕的相关性研究，为 EMs 不孕患者提供新的治疗方案。关键词 子宫内膜异位症；不孕；同源框基因 A10；泛素化；S 相激酶相关蛋白 2 中图分类号 R711.71 文献标识码 A 文章编号 2095-0616（2023）02-0021-05Research progress on ubiquitination and infertility caused by endometriosisFANXumei1TANGWeiwei2XIONGLu2WANGuiping21.Department of Gynecology and Obstetrics,Affiliated Hospital of Traditional Chinese and Western Medicine,Nanjing University of Chinese Medicine,Jiangsu,Nanjing 210028,China;2.Jiangsu Province Academy of Traditional Chinese Medicine,Jiangsu,Nanjing 210028,ChinaAbstract Endometriosis(EMs)impacts the female reproductive system,and a growing number of EMs women with fertility requirements have decreased fertility.Ubiquitination,which is one of the ways of protein post-translation modifications,regulates a variety of EMs-related signal pathways in gynecological diseases,and plays a lot of roles in tumor proliferation and transplantation.S-phase kinase-associated protein 2(SKP2)is a protein involved in ubiquitination,which is crucial in reproduction.In EMs infertility,SKP2 reduces endometrial receptivity through the ubiquitination of homeobox gene HOXA10.It is suggested that our new treatment option can improve endometrial receptivity and increase pregnancy rate by inhibiting SKP2 ubiquitination of HOXA10.In this paper,the relevant literature reports at home and abroad are consulted,the correlation research between ubiquitination and infertility caused by EMs is expounded,and a new treatment scheme for infertility caused by EMs is provided.Key words Endometriosis;Infertility;HOXA10;Ubiquitination;S-phase kinase-associated protein 2基金项目 国家自然科学基金（81603372）。通讯作者子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）是具有活性的子宫内膜组织出现在子宫腔被覆内膜及子宫以外的激素依赖性疾病。据统计，在育龄期女性中约 10%患有 EMs，即全球 EMs 患者约有 1.76 亿，不孕症女性合并 EMs 的患者有 20%50%，EMs伴 慢 性盆腔痛女 性 有 71%87%1。EMs 的 主要症状是痛经、不孕症和慢性盆腔痛，致使患者的生活质量降低，甚至增加了社会卫生资源的负担。EMs 被很多现代医家称为慢性病。因此，目前 EMs的治疗原则是控制疼痛，减少复发，保护生育力，终生管理。蛋白质翻译后，通过共价修饰靶蛋白上特定的氨基酸残基，改变靶蛋白的物理和化学性质，最终改变其生物学功能，称为蛋白质翻译后修饰。泛素化是真核生物中最普遍、最复杂的蛋白质翻译后修饰之一，其主要介导蛋白质的降解过程。细胞内靶蛋白的降解过程主要通过泛素-蛋白酶系统（ubiquitin-proteasome system，UPS）。近年来，许多研究已证实泛素化通过调控 EMs 的相关通路，在肿瘤生长和增殖过程有很大的影响。1EMs相关性不孕EMs 与不孕间的关系是公认的，并有充分的证据支持两者是相关的2。EMs 会影响女性的生育能力。育龄期女性生育力约为 15%，而 EMs 女性患者生育力仅 2%10%3。EMs 导致不孕的具体机制目前并不完全清楚，CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.2 January 202322 2023年1月第13卷第2期综 述目前，一些学说如前列腺素学说、自身免疫反应学说和内分泌学说，从病理生理的角度阐述了 EMs 不孕的原因4。妊娠的关键是具有良好的子宫内膜状态。胚胎的着床，胚胎远期的发育和胎盘的形成都受子宫内膜容受性的影响。相关研究表明子宫解剖因素、免疫和代谢方面的影响及内分泌的调节等均调节子宫内膜容受性5。EMs 不同程度地改变了患者子宫内膜容受性生物标志物水平、子宫内膜血流参数、子宫内膜正常基因调控、性激素水平及免疫功能等，致使子宫内膜容受性下降，是 EMs 引起不孕的主要原因6。近些年来，越来越多的医学家通过研究子宫内膜容受性去解决女性生殖问题。2子宫内膜容受性的相关研究子宫内膜容受性是指子宫内膜在种植窗期接受胚胎的能力。子宫内膜在有限的时间内，允许囊胚黏附、侵入、种植，这一时期为种植窗口期（window of implantation，WOI）。人类的种植期一般在 7 10 d。子宫内膜容受性下降可能会导致不孕、流产、妊娠期高血压疾病等7。研究表明，子宫内膜容受性的形成除了受雌、孕激素的调节，还受其他因素的调节，包括细胞黏附分子家族、细胞因子、前列腺素类、糖复合物，还有一些未知因素8。关于 EMs 患者在位内膜容受性的研究发现，与内膜容受性密切相关的生物学标志物如同源框基因 A10（HOXA10）、白血病抑制因子（LIF）、雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）等表达减少，说明 EMs 患者的子宫内膜容受性受损9-11。研究表明，EMs 会导致全身和局部细胞因子表达的改变，进一步影响子宫内膜功能，从而使患者的生育率下降12。3HOXA10在EMs中子宫内膜容受性的作用及机制HOX 是能编码 60 个氨基酸的 DNA 序列，主要调节子宫内膜容受性和调控胚胎发育，对细胞的定向分化与增殖的影响也很大13。HOXA 是 HOX基因中重要的一大类，其中 9、10、11、13 这 4 个基因的表达分别在输卵管、子宫、子宫和宫颈、阴道上段。这些基因在生殖系统发育中有很大的作用14。HOXA10在胚胎发生过程中对子宫的发育和模式形成至关重要。性类固醇和胚胎促进 HOXA10 的表达，随着孕激素水平的升高，HOXA10 的表达在着床时达到峰值15。HOXA10 正常表达在维持子宫内膜正常分化中起关键作用，研究表明，随着 EMs分期标准（r-AFS）分期增高，HOXA10 表达水平明显降低，在 EMs 合并不孕患者中降低更为明显16。HOXA10 参与卵泡成熟、胚胎着床、胎盘植入等过程，通过改善子宫内膜容受性、子宫内膜基质细胞蜕膜化调节母体的免疫耐受性等保证妊娠成功17。Siracusa 等18研究表明，小鼠实验中，发现小鼠在敲除 HOXA10 基因后能正常排卵并妊娠，但胚胎却在子宫内存活率很低，说明 HOXA10 缺失可能影响了受精卵着床。相关研究发现，在受精卵着床窗口期 HOXA10 表达最高，HOXA10 的表达减少可能与子宫内膜相关不孕有很大关系19。提示着床期子宫内膜 HOXA10 基因的表达可作为内膜容受性的指标20。然而是怎样的机制调控了关键靶点 HOXA10，使其蛋白功能在 EMs 不孕患者中发生改变？弄清楚这些问题将有助于深入理解 EMs 导致不孕的分子机制，为 EMs 相关性不孕的治疗提供新方法。由此说明 HOXA10 是子宫内膜容受性建立的关键靶点。有研究提示，复发性着床失败的女性子宫内膜中，HOXA10的表达明显低于生育对照组21。Han 等22研究发现，S 相激酶相关蛋白 2（SKP2）通过与HOXA10相互作用，降低了HOXA10的蛋白稳定性，进一步恶化了子宫的接受能力。因此推测 SKP2基因表达的改变与人类植入缺陷有关。在黄体期SKP2 的高表达降低了 HOXA10 的表达，抑制了子宫内膜增生和卵泡粘连，使子宫接受能力恶化。4泛素化认识泛素（Ubiquitin，Ub）是由 76 个氨基酸组成的高度保守蛋白，存在于所有的真核生物中23。泛素化（Ubiquitination）是通过泛素激活酶 E1、泛素结合酶 E2、泛素连接酶 E3 参与的 E1-E2-E3 酶级联反应传递到底物蛋白表面24。Ub 向底物蛋白的传递很复杂。第一步，在消耗 ATP 的情况下，Ub 被泛素激活酶 E1 激活，通过硫酯键连接形成 E1 Ub 复合物。第二步，E1 Ub 复合物被泛素结合酶 E2 识别，活化的泛素分子通过硫酯键传递到 E2 的活性位点 Cys 残基，形成 E2 Ub 复合物。第三步，泛素连接酶 E3 识别 E2 Ub 复合物和底物蛋白，将 Ub 传递到底物蛋白上25。泛素修饰底物蛋白的形式有种，第一种是单泛素化，是一个泛素分子共价结合到底物蛋白的赖氨酸残基上。若该反应在一个底物蛋白上的多个赖氨酸残基上结合，则称为多单泛素化。第二种多聚泛素化修饰，是多个泛素分子结合到一个底物蛋白上的赖氨酸残基上26。泛素分子会形成 8种相应的泛素链，不同类型的多聚泛素链的构象不同，而且其构象处于动态变化中，而后与底物蛋白 CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.2 January 202323 2023年1月第13卷第2期综 述特异性结合，进而引发一系列的反应。多聚泛素链构象的多样性在细胞生理功能调节中发挥着重要作用27。在正常人体中，蛋白质翻译后需要被准确修饰后才能正常调控细胞的增殖及分化等功能。如果蛋白质翻译后修饰异常时，其具有的功能失调，细胞有可能会过度增殖并引发细胞癌变28。因此，需要通过