妇产科

二甲双胍对子宫肌瘤组织中雌激素合成相关酶及ER表达的调控作用

  • 2019-04-30 00:36:53
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文章内容

选自:中华妇产科杂志2019 年4月第54 卷第4期

作者:王斯云 薛晴 周应芳 尹玲

北京大学第一医院妇产科100034

通信作者:尹玲,Email:yinling65@sina.com


目的

探讨二甲双胍对子宫肌瘤组织中雌激素合成相关酶和ER表达的调控作用。


方法

(1)收集2016年12月—2017年1月在北京大学第一医院妇产科因子宫肌瘤行子宫全切除术且经术后病理检查确诊为子宫肌瘤的患者17例,留取其子宫肌瘤组织及周围正常子宫肌层组织(距离肌瘤组织2 cm以上),组成自身配对,采用逆转录(RT)-PCR技术检测子宫肌瘤和正常子宫肌层组织中雌激素合成相关酶[包括细胞色素P450 胆固醇侧链裂解酶(P450scc)、细胞色素P450 17α-羟化酶(P450c17)、3β-羟基类固醇脱氢酶2(3β-HSD-2)、17β-羟基类固醇脱氢酶1(17β-HSD-1)和芳香酶(P450arom)]及ER(包括ERα和ERβ)mRNA的表达。

(2)原代子宫肌瘤细胞培养成功并鉴定后,取第3代子宫肌瘤细胞,实验组加入不同浓度(分别为10、50、100 μmol/L)的二甲双胍,对照组加入去离子水,采用RT-PCR技术检测两组子宫肌瘤细胞中3β-HSD-2和P450arom及ERα和ERβ mRNA的表达。


结果

(1)子宫肌瘤组织中P450scc、P450c17、3β-HSD-2、17β-HSD-1、P450arom mRNA的中位表达水平分别为112、4、13、42、194,正常子宫肌层组织分别为114、5、11、32、6,与正常子宫肌层组织比较,子宫肌瘤组织中3β- HSD- 2 和P450arom mRNA 的表达水平明显升高(P<0.05),而P450scc、P450c17、17β-HSD-1 mRNA的表达水平无明显变化(P>0.05)。子宫肌瘤组织中ERα、ERβ mRNA的中位表达水平分别为208、116,正常子宫肌层组织分别为24、95,与正常子宫肌层组织比较,子宫肌瘤组织中ERα mRNA 的表达水平明显升高(P=0.001),而ERβ mRNA 的表达水平无明显变化(P=0.193)。

(2)实验组分别经浓度为10、50和100 μmol/L的二甲双胍处理后,子宫肌瘤细胞中P450arommRNA的表达水平分别为9±4、8±5和8±3,分别与对照组(16±5)比较,差异均有统计学意义(P<0.05);实验组中不同浓度的二甲双胍处理后,子宫肌瘤细胞中3β-HSD-2 mRNA的表达水平分别与对照组比较均无明显变化(P>0.05)。实验组不同浓度二甲双胍处理后,子宫肌瘤细胞中ERα和ERβ mRNA的表达水平分别与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。


结论

二甲双胍可在转录水平下调子宫肌瘤细胞中P450arom的表达,从而通过减少雌激素的合成抑制子宫肌瘤的生长。



讨论


子宫肌瘤作为雌激素依赖性肿瘤,其生长不仅受卵巢合成的雌激素水平的影响,子宫肌瘤细胞还具备原位合成雌激素的功能,并以自分泌和旁分泌的方式作用于自身细胞及周边细胞的ER,进而发挥致病作用[15⁃16]。


一、子宫肌瘤组织中P450arom高表达的意义


P450arom 是雌激素合成最为重要的限速酶,能催化雄烯二酮和睾酮分别转化为雌酮和雌二醇,是雌激素合成的最后一步[17]。研究证实,在体外单独用雄烯二酮培养子宫肌瘤细胞不仅可以合成雌二醇,细胞增殖情况也与单独加入雌二醇培养的结果相当,而以上作用在加入P450arom抑制剂后被拮抗[15],证明子宫肌瘤组织可以原位合成足够的雌激素以维持自身的生长,且P450arom在其中发挥了至关重要的作用。本研究证实,P450arom在子宫肌瘤组织中高表达,与既往研究的结果一致,其作为雌激素合成过程中的关键限速酶,在子宫肌瘤的发病过程中发挥着显著作用。


二、子宫肌瘤组织中ERα与ERβ的比例升高的意义


雌激素主要通过与ERα和ERβ结合发挥对靶细胞的生理作用。诸多研究发现,在乳腺癌、卵巢上皮性癌、结肠癌和前列腺癌等肿瘤组织中存在ERα mRNA/ERβ mRNA的比值升高或ERβ mRNA表达水平降低的现象[18⁃20],提示,ERα和ERβ在细胞的癌变过程中可能发挥相反的作用[21],当ERαmRNA/ERβ mRNA的比例失衡时可能导致细胞增殖失控[22]。较多研究证实,子宫肌瘤组织中ERα和ERβ mRNA的表达水平较子宫肌层组织中显著升高[6,23];也有一些学者认为,子宫肌瘤组织中ERα的表达水平升高更加明显,且ERα与ERβ的比例存在失衡[7,23]。提示,ERα与ERβ的比例失衡可能会对细胞的雌激素敏感性造成影响[7],从而促进子宫肌瘤的生长。

本研究结果表明,子宫肌瘤组织中ERα mRNA的表达水平及ERα mRNA/ERβ mRNA的比值较正常子宫肌层组织明显升高,提示,雌激素主要通过激活ERα诱导子宫肌瘤的形成,ERα与ERβ的比例失衡可能与子宫肌瘤局部组织的细胞增殖与凋亡失衡相关,但其作用机制或许更加复杂,有待进一步研究。


三、二甲双胍对子宫肌瘤细胞中P450arom及ER mRNA的抑制作用


二甲双胍作为1种口服降血糖药,通过提高胰岛素的敏感性降低血糖而被广泛应用于2型糖尿病患者。流行病学研究显示,二甲双胍可以显著降低恶性肿瘤的患病率和死亡率;体外实验证实,二甲双胍具有抑制肿瘤细胞生长的作用[12,24⁃26];且二甲双胍还可以抑制异位子宫内膜间质细胞中PGE2诱导的P450arom的表达[13⁃14]。目前,已有研究验证了二甲双胍可通过激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)抑制雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路,进而抑制子宫肌瘤细胞的增殖并诱导其凋亡,但是二甲双胍在子宫肌瘤中对P450arom和ER的作用少有报道。

本研究证明了在子宫肌瘤细胞中,二甲双胍对雌激素合成相关酶及ER mRNA的作用,并且证实了二甲双胍能够明显抑制P450arom mRNA 的表达。而P450arom mRNA表达水平的下调可能进一步引起P450arom活性降低,导致局部病灶的雌激素水平下降,阻碍子宫肌瘤的生长,其机制有待进一步研究。此外,在原代子宫肌瘤细胞的培养过程中,由于培养基中激素、蛋白的成分和含量与人体血清中不同,可能使其中P450arom和ER的表达水平与在体子宫肌瘤细胞中的实际表达水平存在差异,这一点也需要在后续研究中考虑。目前,唯一获得美国食品药品管理局(FDA)批准的治疗子宫肌瘤的药物是促性腺激素释放激素激动剂,但因其可导致严重的围绝经期症状而不能长期使用。P450arom抑制剂虽然因低雌激素引起的不良反应较轻微,但长期应用对卵泡发育和生殖功能的影响尚需进一步评估。相比较而言,二甲双胍具有较高的药物安全性,临床耐受性较好,常见的不良反应为胃肠道反应,严重不良反应包括乳酸酸中毒,但发生率极低[27]。因此,探索二甲双胍在治疗糖尿病以外的适应证(如子宫肌瘤)的最佳剂量尤为重要。糖尿病治疗剂量的二甲双胍的血浆浓度为10~100 μmol/L[24⁃26],因此,本研究在参考既往研究设计的基础上,将二甲双胍的药物处理浓度分别设定为10、50 和100 μmol/L[27]。本研究证实,二甲双胍可以显著下调子宫肌瘤细胞中P450arom mRNA的表达水平,但未发现明显的剂量依赖效应。


综上

本研究初步证明了二甲双胍对子宫肌瘤细胞中P450arom mRNA 表达的抑制作用,为探索二甲双胍治疗子宫肌瘤提供了前期实验数据。但本研究的样本量有限,未能进行蛋白水平及酶活性水平的研究,有待扩大样本量,进一步明确二甲双胍抑制雌激素合成的作用机制。


参开文献:略

本文编辑:姚红萍

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