Введение
Эндометриоз – хроническое рецидивирующее гормональнозависимое гинекологическое заболевание, характеризующееся распространением и развитием эктопических очагов эндометрия за пределами полости матки, которое встречается преимущественно у женщин репродуктивного возраста [1].
По данным Всемирной организации здравоохранения, генитальным эндометриозом страдает 10% женщин репродуктивного возраста во всём мире [2]. По разным оценкам, распространённость в мире пациенток с эндометриозом варьирует от 190 млн до 256 млн человек [2]. Учитывая возможность бессимптомного течения заболевания у значительного количества пациенток, истинная распространённость заболевания может быть значительно выше. По официальным статистическим данным, с 1999 года за десятилетие распространённость эндометриоза в России увеличилась почти на 73%. В период с 2013 года по 2017 год показатель прироста заболеваемости генитальным эндометриозом в зависимости от региона Российской Федерации отличался в несколько раз. Так, в Северо-Западном федеральном округе прирост составил 84,42%, в Уральском – 28,6%, в Южном – 19,68%. Велико влияние эндометриоза на снижение фертильности и развитие бесплодия [2]. Так, среди пациенток, страдающих бесплодием, эндометриоз встречается у 40-50% женщин. 2/3 молодых женщин, предъявляющих жалобы на хроническую тазовую боль, имеют диагностические признаки эндометриоза [3]. Учитывая высокую частоту встречаемости эндометриоза со значительным угнетением фертильности у лиц раннего репродуктивного возраста, актуальным является более пристальное изучение причин и механизмов данного заболевания.
Существует большое количество классификаций эндометриоза, однако ни одна из них не является универсальной. По локализации различают генитальный и экстрагенитальный эндометриоз. Генитальный эндометриоз, в свою очередь, делится на внутренний (аденомиоз) и наружный (яичники, брюшина). Аденомиоз характеризуется наличием в миометрии эктопических очагов, которые представлены железистыми и стромальными клетками. Аденомиоз может быть диффузным, очаговым или узловым и кистозным. В зависимости от степени распространенности процесса различают 4 стадии аденомиоза (Адамян Л.В., 1992) [1]. Начальные стадии наружного генитального эндометриоза и аденомиоза чаще всего протекают бессимптомно. Зачастую выраженность болевого синдрома при эндометриозе не коррелирует со стадией заболевания. Наиболее частыми клиническими проявлениями являются бесплодие, хроническая тазовая боль, нарушение менструального цикла, диспареуния.
Существует множество теорий возникновения эндометриоза. Наиболее распространённой среди них является предложенная Джоном Сэмпсоном в 1921 г. теория ретроградной менструации, которая предполагает развитие эктопических эндометриоидных очагов в результате заброса отторгшегося эндометрия через маточные трубы в брюшную полость с последующей имплантацией. Однако заброс менструальной крови не объясняет развитие эктопических очагов за пределами брюшной полости [3]. Эктопические очаги содержат большое количество лимфатических сосудов, что лежит в основе теории гематогенного и лимфогенного распространения и объясняется миграцией клеток эктопического эндометрия через сосуды кровеносной и лимфатической системы. Данная теория получила подтверждение при обнаружении очагов в лимфатических узлах и забрюшинном пространстве [2].
В ходе изучения заболевания появились новые фундаментальные данные, которые нашли своё отражение в эмбриональной, гормональной и иммунологической теориях. Гормональная теория основана на том, что у женщин с эндометриозом за счёт хаотичной пиковой выработки ФСГ и ЛГ наступает состояние гиперэстрогении, что в свою очередь приводит к избыточной пролиферации клеток эндометрия и прогрессированию эндометриоза [3; 4]. Согласно иммунологической теории, дисрегуляция иммунного ответа способствует адгезии и имплантации потенциальных очагов, а избыточная выработка провоспалительных цитокинов стимулирует ангиогенез за счёт VEGF. Кроме того, VEGF активирует синтез ICAM-1 и VCAM-1, усиливающих адгезию эктопического эндометрия [2; 3; 5]. Теория целомической метаплазии заключается в том, что плюрипотентные клетки париетальной брюшины под воздействием определённых факторов трансформируются в клетки, подобные эндометрию [4]. В последнее время всё больше исследователей заявляют о дисрегуляции эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП) как о ключевом звене в патогенезе внутреннего и наружного форм эндометриоза [3-5].
Цель исследования: изучить современное представление о роли эпителиально-мезенхимального перехода в патогенезе генитального эндометриоза на основании анализа научной литературы.
Материалы и методы исследования. Для изучения литературных данных проводили поиск публикаций о роли ЭМП в патогенезе эндометриоза в библиографической базе национальной медицинской библиотеки США (US National Library of Medicine) PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), базах данных Scopus (https://www.elsevier.com/products/scopus), Google Scholar (https://scholar.google.ru/schhp?hl=ru), РИНЦ (https://elibrary.ru/project_risc.asp). В качестве поисковых выражений использовали комбинации ключевых слов (epithelial mesenchymal transition, pathway, molecular mechanisms, markers) в сочетании с нозологией (эндометриоз). Глубина поиска составила 8 лет, проведен анализ 173 источников. В анализ включили 40 публикаций с 2017 по 2025 год.
Результаты исследования и их обсуждение. ЭМП – это процесс, при котором эпителиальные клетки претерпевают структурные перестройки цитоскелета и утрачивают межклеточные контакты, приобретая способность к перемещению. Клетки с мезенхимальным фенотипом имеют высокий потенциал к миграции, инвазии и низкую восприимчивость к апоптозу [4; 6]. В зависимости от реализации биологических функций ЭМП подразделяют на три типа. К первому типу относится ЭМП, участвующий в эмбриогенезе при формировании внутренних органов, нервного гребня и сердечных клапанов. Второй тип подразумевает роль ЭМП при регенерации тканей в результате механического повреждения. Третий тип играет роль в канцерогенезе при метастазировании [5]. Активацию ЭМП осуществляют различные факторы: гипоксия, воспалительные факторы, гиперэстрогения и микроокружение патологического процесса. В регуляции прогрессирования ЭМП участвуют различные транскрипционные факторы: SNAIL, ZEB, TWIST, микроРНК, эпигенетические факторы [4; 5]. ZEB1 является транскрипционным фактором с доменами по типу «цинковые пальцы», блокирующим функциональную активность E-кадгерина. SNAIL и SLUG, являясь посредниками для ZEB1, угнетают транскрипцию E-кадгерина. Клетки с эпителиальным фенотипом характеризуются наличием E-кадгерина, муцина-1, десмоплакина, оклюдина и клаудина. Мезенхимальные клетки содержат N-кадгерин, виментин, фибронектин, гладкомышечный нектин [6; 7]. За последние несколько лет было опубликовано множество публикаций, подтверждающих роль ЭМП в патогенезе эндометриоза.
Факторы, инициирующие эпителиально-мезенхимальный переход при эндометриозе
В инициации эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе преимущественно играют роль следующие факторы: воспаление, гипоксия и высокий уровень эстрогенов [8; 9]. Гипоксия и воспаление являются наиболее изученными пусковыми факторами ЭМП [9-11]. В условиях гипоксии клетки эндометрия реагируют усилением экспрессии факторов, индуцируемых гипоксией (HIF), в частности HIF1. В отличие от постоянно экспрессируемой субъединицы HIF-1β, экспрессия и активность субъединицы HIF-1α регулируются клеточной концентрацией O2. Именно HIF-1α при гипоксии запускает процесс эпителиально-мезенхимального перехода опосредованно через Wnt/β-катенин сигнальный путь [9]. При воспалении происходит выброс цитокинов, индуцирующих ЭМП, среди которых наибольшую активность в отношении инициации ЭМП имеют трансформирующий фактор роста – 1β и фактор роста фибробластов – 2 [9; 10].
Гиперэстрогения является одним из важнейших провоцирующих факторов ЭМП при эндометриозе. По сравнению с нормальным эндометрием, эндометриоидные очаги характеризуются повышенным синтезом эстрадиола и низким уровнем его инактивации. Эндометриоидные клетки эктопических очагов, в отличие от эутопических, преимущественно имеют функциональные отличия, которые, вероятно, обусловлены инверсией экспрессии рецепторов к эстрогенам и наличием резистентности к прогестерону [10-12]. Существуют две различные формы рецептора эстрогена (ER), ERα и ERβ, независимо кодируемые двумя различными генами, ESR1 и ESR2. Каждый тип ER имеет свой отличительный уровень экспрессии в зависимости от локализации. Например, ERα экспрессируется в основном в матке, тогда как ERβ экспрессируется преимущественно в яичниках [12].
Ранее учёные полагали, что, независимо от локализации эндометриоза в яичниках или брюшине, наблюдалась более высокая экспрессия ERβ, а не ERα по сравнению с нормальными клетками эндометрия человека, что также было обнаружено во многих моделях эндометриоза на животных [10; 12]. Однако недавние исследования показали, что экспрессия ERα была повышена в эндометриоидных очагах яичников по сравнению с нормальным эндометрием. ERα может напрямую связываться с промотором фактора роста гепатоцитов (HGF), а затем индуцировать ЭМТ в эпителиальных клетках эндометрия человека. ERα увеличивает активность как Snail, так и Slug [11; 12]. В случае ERβ ни одно исследование не показало, что он может регулировать ЭМП при эндометриозе [9; 11; 12]. Но при других заболеваниях, особенно при раке, экспрессия ERβ обычно обратно пропорционально связана с процессом ЭМП. В литературе отсутствует однозначная информация о том, каким образом происходит активация сигнальных путей эпителиально-мезенхимального перехода вышеперечисленными факторами [9; 11; 12]. Изменения клеток эндометриоидных очагов носят преимущественно функциональный характер, и в связи с этим можно предположить, что причиной развития дисбаланса ЭМП при эндометриозе может быть не столько гиперэстрогения, сколько высокая чувствительность клеток эндометрия к эстрогену, которая обеспечена изменением регуляции транскрипционных факторов.
Сигнальные пути эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе
Сигнальный путь Wnt/β-катенина является одним из ключевых сигнальных путей эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе. β-катенин является центральным внутриклеточным трансдуктором, который может связывать семейство факторов транскрипции/лимфоидного усиливающего-связывающего фактора (TCF/LEF) (TCF1, TCF3, TCF-4 и LEF) для регуляции экспрессии сотен генов, включая те, которые способствуют пролиферации и выживанию клеток [13; 14]. В нормальном состоянии уровень β-катенина в цитоплазме строго контролируется фосфорилированием GSK-3β, которое запускает процесс его деградации через путь убиквитина. Wnt-1 и Wnt-3 могут ингибировать фосфорилирование GSK-3β, таким образом предотвращая попадание β-катенина в путь убиквитинирования, тем самым образуя пулы β-катенина. Свободный цитоплазматический β-катенин может перемещаться в ядро, чтобы активировать факторы транскрипции LEF-1/TCFs, а затем активирует процесс ЭПТ [14; 15]. Установлена связь между сигнальным путем Wnt и эндометриозом – выявлена высокая экспрессия Wnt-7A в эктопическом эндометрии, что свидетельствует о большом имплантационном потенциале клеток эндометрия и, следовательно, увеличении риска образования эндометриоидных очагов [15; 16]. Повышенная секреция Wnt-2 в эктопических стромальных клетках может активировать рост эпителиальных клеток через сигнальный путь Wnt2/β-катенин паракринным путём. Эстроген повышает экспрессию β-катенина, напрямую связываясь с сайтом промотора β-катенина в эндометриоидных очагах [12]. Так же, как и с помощью TGF-β, через Wnt/β-катенин сигнальный путь при эндометриозе обеспечивает образование процесса фиброза в очагах [17; 18].
Трансформирующий фактор роста-β (TGF-β) регулирует миграцию клеток, активирует пролиферацию и дифференцировку клеток, ремоделирование внеклеточного матрикса. Сигнальный путь TGF-β является одним из сигнальных путей эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе [18]. Smad являются важной внутриклеточной молекулой для передачи сигнала TGF-β. С помощью Smad происходит передача внеклеточных сигналов от TGF-β к ядру клетки [18; 19]. Именно нарушение передачи сигнала TGF-β способствует развитию эндометриоза. При активации классического пути TGF-β связывается с рецепторами TGF-β на поверхности клеток и активирует R-Smad (Smad 2 и Smad 3) путем фосфорилирования [20]. Активированные Smad 2 и Smad 3 образуют комплекс с молекулой Smad 4, который затем транспортируется в ядро. Основным результатом каскада Smad является накопление фосфорилированного R-Smad (фосфо-R-Smad) в ядре, что оказывает влияние на интенсивность транскрипции. Протеиновая фосфатаза, Mg2+/Mn2+-зависимая 1A (PPM1A) является членом семейства PP2C протеинфосфатаз Ser/Thr. Она была обнаружена как важнейший ингибитор в сигнальном пути TGF-β. PPM1A участвует в различных физиологических процессах, таких как регуляция клеточного цикла, пролиферация и дифференцировка клеток, апоптоз. Известно, что сверхэкспрессия PPM1A активирует экспрессию гена-супрессора опухолей TP53, что приводит к остановке клеточного цикла G2/M и апоптозу. Были найдены публикации, где PPM1A взаимодействует с активированным Smad2/3 и способствует их дефосфорилированию, что приводит к прекращению каскада сигналов TGF-β/Smad [18-20].
В нескольких исследованиях сообщалось об активации сигнального пути PI3K/AKT при эндометриозе. Было показано, что путь PI3K/AKT регулирует уровни белка FOXO1, члена семейства forkhead-box O и децидуально-специфического гена IGF-связывающего белка-1 (IGFBP-1), которые участвуют в децидуализации эндометриоидных клеток [21-23]. Чрезмерная активация PI3K/AKT приводила к снижению децидуализации эндометриоидных стромальных клеток эндометриом яичника. Снижение децидуализации и секреции IGFBP-1 также наблюдалось эндометриоидных клетках из других локализаций и в эутопических эндометриальных стромальных клетках у женщин с эндометриозом [22; 23].
Одними из важнейших участников эпителиально-мезенхимального перехода являются белки семейства FOX. В литературе приведены данные, которые свидетельствуют о том, что FOX-белки являются эффекторами сигнальных путей ЭМП: Hedgehog, TGF-β/Smad, Wnt, IGF [24; 25]. Транскрипционные пионер-факторы семейства FOX (Forkhead-box) играют важную роль в регуляции эпителиально-мезенхимального перехода [26]. Вероятно, их уникальная способность воздействовать на компактизированный хроматин является возможной только благодаря сложному кооперативному мультибелковому взаимодействию, как, например, FOXA1 и ядерного рецептора ERα [12]. Таким образом, FOXA1 и FOXA2 могут влиять на активность эстрогензависимых сигнальных путей, а также осуществлять модуляцию экспрессии самих эстрогеновых рецепторов [27; 28]. FOX (Forkhead-box) являются ДНК-связывающими белками, которые впервые были описаны у дрозофилы в 1989 г. и в настоящее время обнаружены у большинства биологических видов, в том числе у человека [26]. Белки способны связываться с участками ДНК, участвовать в ядерном транспорте, осуществлять взаимодействие с транскрипционными активаторами и супрессорами. Несмотря на вышеописанные функции, в структуре белков имеются домены, значение которых до сих пор остаётся неизвестным [29]. На сегодняшний день известно только два типа белка, которые содержатся в клетках эндометрия – FOXA1 и FOXA2. FOXA2 является специфичным для клеток эпителия слизистой оболочки матки. В изученной авторами литературе отсутствует информация об экспрессии в эктопическом эндометрии FOX-белков, взаимосвязи между FOXA1 и FOXA2, и её качестве: синергизм, антагонизм или комплементарное взаимодействие. Также в открытых источниках не найдены публикации, которые бы содержали информацию о характере влияния FOX-белков на функциональную активность эстрогеновых рецепторов и их экспрессию [12]. Несмотря на наличие научных доказательств влияния FOX-белков на процессы эпителиально-мезенхимального перехода, исследований, которые были бы посвящены их изучению у пациентов с генитальным эндометриозом, в представленной литературе нет.
Маркеры эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе
Факторы транскрипции Snail-1 и Snail-2 (Slug) имеют значительно высокий уровень экспрессии в эктопическом эндометрии по сравнению с эутопическим эндометрием здоровых пациенток. Кроме этого, концентрации Snail-1 и Snail-2 (Slug) многократно выше при тяжёлых инфильтративных формах эндометриоза [29-31]. Экспрессия белков SNAIL и SLUG оказалась повышена в эктопическом эндометрии, особенно при эндометриозе яичников.
Другой транскрипционный фактор, ZEB1, экспрессируется в эпителиальных клетках эндометриоидных гетеротопий, что является маркером эпителиально-мезенхимального перехода [32]. Поскольку ZEB1 участвует в инвазии опухоли, её распространении, имеет повышенную экспрессию в клетках эутопического эндометрия (в 8 раз), то данный транскрипционный фактор активируется исключительно в эктопическом эндометрии и чаще всего наблюдался в эпителиальных клетках инвазивного эндометриоза, особенно при глубоком инфильтративном эндометриозе [32; 33].
Twist является ключевым транскрипционным фактором, активирующим эпителиально-мезенхимальный переход опосредованно с помощью E-кадгерина. Во всех найденных исследованиях сообщалось о повышенной экспрессии Twist в эктопических очагах по сравнению с эутопическим эндометрием [34-36].
Транскрипционные факторы регулируют экспрессию клаудинов – трансмембранных белков плотных межклеточных контактов. Эндометрий экспрессирует клаудины-1–5, -7 и -10 типов. В отличие от клаудинов-2, -5, -7 и -11, которые существенно не отличаются по концентрации в эктопическом эндометрии по сравнению с эутопическим эндометрием, клаудин-1 и клаудин-4 существенно снижены при эндометриозе брюшины [37; 38]. Представленные литературные данные по экспрессии клаудина-3 являются неоднозначными: ряд исследователей обнаружили сниженное значение белка при эндометриозе яичников, некоторые учёные не обнаружили статистически значимых изменений концентрации клаудина-3 [36; 37].
Также при эндометриозе происходит изменение экспрессии адгезивных молекул. Потеря межклеточной адгезии, связанная с уменьшением содержания белка E-кадгерина, опосредованно приводит к формированию веретенообразной структуры мезенхимальных клеток и усиливает их миграционные и инвазивные способности [38; 39]. E-кадгерин является наиболее исследованным маркером эпителиально-мезенхимального перехода при эндометриозе. В опубликованных научных исследованиях при сравнении очагов эндометриоза брюшины и/или яичников с эутопическим эндометрием было выявлено снижение экспрессии E-кадгерина [16; 39]. Кроме этого, была выявлена значительная разница в экспрессии этого маркера между эктопическим и эутопическим эндометрием [37; 39]. Ряд исследований показывает, что в эктопических очагах экспрессия β-катенина значительно снижена по сравнению с эутопическим эндометрием [16; 37; 39]. Напротив, в одной из публикаций сообщался противоречивый результат – в эктопическом эндометрии была зафиксирована высокая экспрессия β-катенина [14]. Виментин – это промежуточный филамент III типа, являющийся компонентом цитоскелета, который при сверхэкспрессии запускает эпителиально-мезенхимальный переход. Результаты научных исследований, которые освещают взаимосвязь уровня экспрессии виментина при ЭМП, неоднозначны. В некоторых публикациях было выявлено значительное усиление экспрессии виментина в эутопическом эндометрии у пациенток с эндометриозом [38; 40]. Ряд публикаций демонстрирует лишь статистически незначимые изменения [35; 37]. В литературе было выявлено значительное увеличение экспрессии виментина при эндометриозе яичников [14].
N-кадгерин - представитель семейства трансмембранных гликопротеинов, которые являются важными элементами межклеточных связей и участниками системы передачи сигналов, осуществляющих контроль миграции, роста и дифференцировки клеток. Снижение экспрессии E-кадгерина часто связано с повышением экспрессии N-кадгерина. Большинство исследований установили повышенную экспрессию N-кадгерина в эктопическом эндометрии по сравнению с эутопическим [29; 36].
Заключение
В основе развития эндометриоза лежит дисбаланс эпителиально-мезенхимального перехода, который может быть связан как с хорошо изученными факторами (гипоксия и воспаление), так и ассоциирован с менее изученными – изменением рецептивности к эстрогену и гиперэстрогенией. Вышеперечисленные факторы приводят к запуску сигнальных путей. Один из ключевых при эндометриозе сигнальный путь Wnt/β-катенин реализуется за счёт перемещения в ядро β-катенина, активность которого регулируется GSK-3β, с последующим синтезом факторов транскрипции LEF-1/TCFs. Другой сигнальный путь, инициирующий эпителиально-мезенхимальный переход, обусловлен активацией мембранного рецептора TGF-β, который приводит к каскаду реакций между молекулами Smad и накоплению Smad-фосфорилированных комплексов в ядре с последующим синтезом транскрипционных молекул. Сигнальный путь PI3K/AKT может индуцировать эпителиально-мезенхимальный переход как напрямую с помощью активации транскрипционных факторов, так и опосредованно через другие сигнальные пути. Результат функционирования сигнальных путей - появление маркеров эпителиально-мезенхимального перехода, среди которых повышение экспрессии факторов транскрипции Snail-1, Slug, ZEB1 и Twist, подавляющих синтез трансмембранных белков плотных клеточных контактов (клаудин-1 и клаудин-4) и адгезинов (E-кадгерин, β-катенин). Кроме этого, в некоторых работах было показано повышенное содержание компонентов цитоскелета – виментина. Вышеописанные молекулы могли бы явиться маркерами для диагностики эндометриоза и прогнозирования тяжести течения заболевания, однако их изменения носят противоречивый и неспецифичный характер, поэтому актуальным является поиск наиболее походящих маркеров.