HSP47與宮腔粘連的關系及在纖維化疾病中的意義

王祥珍，馬娜娜

（1.深圳市南山區婦幼保健院，廣東深圳 518052；2.廣東醫學院，廣東湛江 524000）

HSP47與宮腔粘連的關系及在纖維化疾病中的意義

王祥珍1，馬娜娜2

（1.深圳市南山區婦幼保健院，廣東深圳 518052；2.廣東醫學院，廣東湛江 524000）

目的：綜述HSP47在纖維化疾病中的意義，探索宮腔粘連的發病機制。方法：對HSP47在肝纖維化、肺纖維化、腎纖維化、皮膚瘢痕等纖維化疾病中的意義進行探討，探索其與宮腔粘連的關系。結果：HSP47在纖維化疾病中高表達，與宮腔粘連的發生存在某種關系。結論：對宮腔粘連的發病機制進行探討和展望。

熱休克蛋白47；宮腔粘連；轉化生長因子β1；纖維化

宮腔粘連是由宮腔手術操作或因感染、放射等原因造成子宮內膜破壞引起宮壁相互粘連而出現的一系列臨床病變，又稱為Asherman綜合征〔1〕，它是引起人流術后月經異常的主要原因，嚴重威脅我國婦女的身心健康。熱休克蛋白47（Heat Shock Protein，HSP 47）是一種廣泛存在于原核和真核生物體內的多肽蛋白，可促進纖維蛋白的折疊、組裝和表達，被稱為纖維蛋白原的“分子伴侶”。近年來研究發現，在肝纖維化、腎纖維化、肺纖維化疾病甚至瘢痕、病理性疙瘩的組織中，都可以發現HSP47的高表達。下面就HSP47與宮腔粘連等纖維化疾病的關系綜述如下。

1 宮腔粘連概述

宮腔粘連（Intrauterine Adhesion，IUA）是指在由各種因素引起的子宮腔內子宮內膜脫落，子宮前后壁相互粘連到一起而形成的纖維組織增生性疾病。宮腔粘連的癥狀因粘連程度和部位不同表現各異，如月經異常、不孕及復發性流產，甚至產后的胎盤植入、胎盤殘留。1948年Asherman曾就宮腔粘連的癥狀、病因、發病率做過一些列報道，自此人們逐漸認識了這種疾病并稱之為Asherman綜合征并沿用至今。

隨著性觀念的開放及無痛人流技術的廣泛開展，未婚先孕的女性呈增多趨勢，而人流后宮腔粘連的發病率也逐年上升，宮腔粘連引起的繼發不孕及復發性流產的發病率也逐年增高。宮腔粘連后子宮內膜變少，纖維結締組織增生，宮腔變形、狹窄、體積縮小，子宮內膜供血不足，所以其引起的不孕也是體外受精-胚胎移植失敗及復發性流產的主要原因。

2 宮腔粘連形成的分子生物學機制

宮腔粘連的主要病理學改變是炎癥及細胞外基質纖維蛋白原的聚集。對宮腔粘連的發病機制，至今研究不清。但是我們基本可以確定，在宮腔粘連中，結締組織生長因子（CTGF）、轉化生長因子-β1（TGF-β1）、胰島素樣生長因子-I（IGF-I）、胰島素樣生長因子-I受體（IGF-IR）、血小板源性生長因子（PDGF）等促進纖維蛋白原生成的因子增多，及基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）等抑制纖維蛋白原降解的因子的減少?，F在比較公認的最有作用的因子是TGF-β1，可以激活包括Smad、MAPK途徑等多條信號傳導通路促進纖維蛋白原的異常合成增多，同時抑制基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）的生成。

2.1 Smad蛋白通路 目前國內外學者普遍認為Smad是TGF-β1導致宮腔粘連的最顯著的途徑。近年來對纖維化的信號通路研究顯示，Smad蛋白中Smad2，3，4，7蛋白參與Smad信號轉導，其中Smad3在成纖維細胞的TGF-β1信號傳導過程中起重要作用。TGF-β1通過TGF-β1/Smad信號傳導引起成纖維細胞增殖，膠原分泌增多，過多的膠原聚集導致子宮內膜組織纖維蛋白原沉積，最終導致宮腔纖維化，宮腔狹窄、變形。在對肝纖維化的研究中發現，TGF-β1mRNA在大鼠肝纖維化的組織中表達上調，Smad2/3及Smad7蛋白的表達均上調，且Smad2/3磷酸化的水平也明顯增加〔2〕。

2.2 雌激素 TGF-β1在子宮內膜組織的表達還受雌激素的影響。對切除卵巢的兔子進行不同劑量的雌激素刺激時發現，直視下刮除內膜后2周后，發現高劑量雌激素組的兔子內膜組織的TGF-β1的量明顯高于低劑量組雌激素刺激的兔子〔3〕。宮腔操作使子宮內膜嚴重受損后，基本喪失修復能力，此時若給予高劑量雌激素會進一步促進TGF-β1的生成，使細胞內膠原纖維蛋白原含量增加，促進組織的纖維化，這也從一個側面揭示了宮腔粘連的成因。

2.3 TGF-βl和HSP47在纖維化疾病中表達的正相關 在對肝硬化模型的研究中，發現治療組的TGF-β1的mRNA基因表達降低，認為TGF-βl在疾病的發生發展中起重要作用〔4〕。TGF-βl在升高的纖維化性疾病中，往往伴隨HSP47的升高。在對正常組織、瘢痕組織及病理性瘢痕組織中的研究中發現，TGF-βl的mRNA的含量在病理性瘢痕組織內最高，隨著纖維化程度的加重，TGF-βl的表達量與之成正比〔5〕，有報道證實TGF-βl表達范圍與HSP47相似，TGF-βl表達量與HSP47呈顯著正相關，提示TGF-βl與HSP47在組織纖維化過程中可能存在某種密切的內在聯系。在對肺成纖維細胞進行免疫學檢查時，發現TGF-β1、HSP47的表達量呈明顯的正相關關系，分析TGF-β1在纖維化疾病中可能是通過使HSP47的表達增多而使細內質網內纖維蛋白原的產生過多〔6〕。哌非尼酮是治療特發性肺纖維化的特效藥，其抗纖維化的作用機理就是通過部分抑制肺成纖維細胞合成HSP47來減少膠原纖維的合成〔7〕，體外誘導的肺成纖維細胞的研究發現，高濃度的TGF-β1可以有效刺激HSP47及I型膠原纖維的合成。用TGF-β1體外刺激人類腎小球基底管狀上皮細胞（HK-2）后發現，HSP47及細胞外基質纖維蛋白原的含量均顯著增高，且組織型纖溶酶原激活物抑制劑（PAI-1）的表達也顯著增高，進而推測HSP47刺激腎纖維化的機理是通過TGF-β1介導的ERK1/2和JNK MAPK調節通路來發揮作用的〔8〕。且還在對小鼠誘導炎癥性腸炎導致的腸纖維化疾病中發現，腸粘膜細胞中TGF-β1、HSP47的表達量與炎癥的程度及纖維化程度呈現明顯的正相關關系，對體外誘導的小鼠的腸黏膜細胞，發現只有TGF-β1可以刺激HSP47的高表達從而使纖維蛋白的增多〔9〕。

3 HSP47分子結構及生物學功能

HSP 47是一類分子量為47 ku（1 Da=0.999 7 u）的小分子多肽蛋白，為機體受到外界不良因素的侵犯時產生的一種保護性急性應激反應蛋白，普遍存在于自然界的原核和真核細胞中。HSP47為存在于轉錄起始區上游的一種順式作用元件，調控纖維蛋白原的生成，其特異性底物是纖維蛋白原。它存在于可以合成膠原纖維的內質網內，在細胞內質網內參與前膠原的裝配、折疊、修飾、轉運、活化及分泌等過程，被稱為一種“分子伴侶”〔10〕。它不僅可以促進內質網正確合成并穩定前膠原蛋白前體的3股螺旋結構，防止肽鏈在體內的降解，還可以糾正錯誤蛋白的合成和抑制錯誤蛋白的分泌〔11〕。

熱休克蛋白的表達主要是一種命名為熱休克因子（Heat Shock Factor，HSFs）的表達。熱休克基因的表達主要包括熱休克因子激活、HSF與熱休克元件（Heat Shock Element，HSE）的結合及HSP基因的轉錄3個步驟。HSF是位于轉錄起始區上游的一種高度重復的堿基序列，為一種順式作用元件，正常情況下HSFs與泛素結合呈泛素化的形式存在。當應激時，被激活，發生磷酸化為三聚體形式，啟動轉錄。隨著體內大量酶的降解，當機體從損傷中逐漸修復完成的時候，泛素的合成增多，HSFs與蛋白解離，與泛素結合，以無活性的單聚體形式存在。所以正常情況下機體內也有少量的熱休克蛋白的存在，但不參與轉錄和調節。

4 HSP47在各種纖維化疾病中的表達意義

近年的研究發現，在組織纖維化疾病比如肝纖維化、腎纖維化及皮膚瘢痕中，不管對模擬動物實驗還是人體組織的臨床研究，都發現纖維化性疾病中的異常組織內纖維蛋白含量明顯增多，病理切片還可以觀察到染色的纖維蛋白原在細胞外基質的異常沉積。而運用免疫學方法，都可以觀察到在纖維性疾病的異常組織中，HSP47、mRNA的含量較正常對照組織含量明顯增高，這些都證實組織纖維化與HSP47密切相關。

4.1 腎纖維化疾病 大量的研究表明，慢性腎臟疾病的纖維化主要與腎臟纖維蛋白的合成增多及降解纖維蛋白原的能力減弱有關，這種變化導致纖維蛋白在細胞外基質中沉積，從而形成纖維化。腎小球的纖維母細胞及上皮細胞是腎臟中產生膠原纖維的主要細胞。在毒蛇毒素誘導動物腎小球的損傷模型中發現，誘導損傷后的14 d至21 d是HSP47、TGF-β1及4型膠原纖維表達的高峰，而細胞外基質的沉積恰好是在21 d左右開始的?？梢該送茢?，細胞外基質的沉積與HSP47的高表達有著密切的關系〔12〕。有研究發現，HSP的抑制劑可以通過抑制mad蛋白的表達從而減少II型膠原纖維的表達，減輕腎纖維化的程度〔13〕。

4.2 肝纖維化疾病 肝纖維化主要病理生理反應為炎癥反應的刺激和肝臟細胞外基質內過量的膠原蛋白沉積。四氯化碳誘導的小鼠肝臟內發現，肝星狀細胞HSP47的轉錄增加與Ⅰ型膠原纖維呈現明顯的正相關。肝星狀細胞是肝臟產生纖維蛋白的主要細胞。肝纖維化發生時，Park發現HSP47的高表達及轉錄調節水平的熱休克因子的高表達。而HSP47基因低表達后，肝組織內纖維蛋白原的含量明顯降低，表明HSP47在肝纖維化疾病中發揮了重要的作用，HSP47介導了肝纖維化的形成〔14〕。當肝臟發生慢性的感染等一系列因素的影響下，受損傷肝細胞和膽管的上皮細胞可以通過一系列的作用激活HSP47，然后進一步激活TGF-β1，使Smad的表達增加，纖維蛋白原在局部沉積。而HSP47拮抗劑可通過使NF-KB等相關蛋白的低表達，誘導肝星狀細胞凋亡，抑制纖維蛋白的產生，從而為肝纖維化的治療提供一個新的方法〔15〕。

4.3 肺纖維化 肺部纖維化疾病是指各種物理因素長期刺激肺部所產生的肺部組織的纖維化性疾病，成纖維細胞過度增殖，周圍纖維組織沉積及肺間質纖維化。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中，用免疫組化的方法證實了肺纖維化模型組小鼠的肺組織的HSP47及表達量顯著高于非纖維化模型組，而采用N-乙酰半胱氨酸處理肺纖維化模型，HSP47及I型膠原纖維及羥脯氨酸的含量均平行降低，HSP47的含量與膠原纖維的含量正（負）相關〔16〕。肺纖維化組織中HSP47與TGF-β1表達均升高，他們通過信號轉導共同激動Smad，誘導膠原纖維的產生，促進肺組織的纖維化。對特發性肺纖維化急性加重的病例的研究中發現，急性加重期其血清內HSP47的含量表達增高〔17〕。

4.4 皮膚瘢痕 瘢痕組織是皮膚創傷后引起的以膠原纖維局部過度沉積為主的皮膚外觀形態和組織病理學改變，病理學顯示瘢痕組織中在真皮層中出現膠原纖維的沉積。在建立的裸鼠病理性瘢痕模型的研究中，在造模16 d后，實驗組局部注射HSP47基因沉默重組質粒，對照組注入PBS做正常對照，7 d后發現HSP47基因沉默的裸鼠的瘢痕組織內膠原纖維的含量明顯較低，據此我們推測，HSP47參與了纖維蛋白原的生成，降低組織內HSP47的量可以降低纖維蛋白原的含量，減少瘢痕組織的形成〔18〕。在小鼠的瘢痕模型中，對腺病毒介導的HSP特異性干擾劑siRNA的研究發現，siRNA可以從基因水平和蛋白水平抑制瘢痕組織中HSP47的表達，使HSP47的表達量減少，I型膠原纖維蛋白在組織中的含量減少，從而達到減少瘢痕的目的〔19〕。

4.5 其他纖維化疾病 在心肌缺血損傷后的心肌組織內，在退行性病變的中樞神經系統內，在腸道炎性疾病導致的纖維化疾病的腸黏膜中，甚至在牙齦纖維化疾病中，都可檢測到HSP47的高表達〔20〕。

宮腔粘連是人工流產術后月經異常和繼發性不孕的首要原因，嚴重威脅著婦女的生活質量，威脅著家庭的幸福和穩定。而目前對宮腔粘連的發病機理仍然不清，臨床一般是在宮腔粘連形成后才開始著手治療，患者不僅要承受巨大的手術風險，還有承受手術帶來的痛苦。HSP47在幾乎所有的纖維化疾病中高表達，可促進纖維化的形成，研究中發現對基因敲除HSP47的小鼠，基本不表達膠原纖維。我們有理由相信在宮腔粘連的發病中，HSP47的含量可能是增高的，從而為探索宮腔粘連的發病機制提供一個新的方向和思路，從源頭上阻斷宮腔粘連的形成，提高婦女的生活質量。

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（責任編輯 董 杰）

The Relationship between HSP47 and Intrauterine Adhesions and Its Significance in Fibrosis Diseases

WANG Xiangzhen1，MA Nana2
（1.Nanshan Maternity&Child Healthcare Hospital of Shenzhen，Shenzhen，Guangdong 518052，China；2.Guangdong Medical College，Zhanjiang，Guangdong 524000，China）

Objective：To review the significance of HSP47 in fibrosis disease and explore the pathogenesis of intrauterine adhesions.Methods：The significance of HSP47 in fibrosis diseases such as liver fibrosis，pulmonary fibrosis，renal fibrosis and skin scar was discussed，and the relationship between HSP47 and intrauterine adhesions was explored.Results：HSP47 was high expression in fibrosis disease，and there was relationship between HSP47 and intrauterine adhesions.Conclusion：The relationship between HSP47 and intrauterine adhesion are discussed.

HSP47；intrauterine adhesions；TGF-β1；fibrosis

R771.74

A

1672-2345（2014）04-0059-04

10.3969/j.issn.1672-2345.2014.04.019

2013-12-17

2014-01-07

王祥珍，主任醫師，主要從事婦科腫瘤的相關性研究.