子宫内膜异位症（endometriosis,EMs）是异位子宫内膜组织（腺体和间质）种植于子宫腔以外部位的一种慢性、雌激素依赖性疾病[1]。异位病灶受局部激素和炎症微环境支持，进一步累及子宫、输卵管及卵巢、腹膜等多个位置，引起周期性盆腔痛、痛经、性交痛、排便及排尿痛等症状。目前该病发病率约为16.1/1万人[2]，不仅影响孕育，同时会增加罹患子宫内膜癌[3]与卵巢癌[4]的风险。文献报道，PI3K/Akt信号通路通过调节下游缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α）、神经生长因子（nerve growth factor,NGF）、雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin,m TOR）、核因子κB(nuclear factor kappaB,NF-κB）等效应分子，从而影响EMs的发生与发展[5]，而中药通过干预该通路在治疗EMs方面具有独特优势。故本文对PI3K/Akt通路调控EMs及中药基于该通路治疗EMs的国内外相关研究进行归纳与综述，以期为中药治疗EMs研究提供新的思路。

1、PI3K/Akt信号通路构成及调控

PI3K由2个调节亚基（p85、p55）和1个催化亚基（p110）构成[6]。当细胞受到多种因子刺激后，p85对p110的抑制解除，细胞内PI-4-P(PIP）与PI-4,5-P2(PIP2）在质膜上被催化生成PI-3,4-P2(PIP2）与PI-3,4,5-P3(PIP3)[6]，进而诱导Akt构象发生改变，引起Akt募集到细胞膜上。同时催化生成的PI-3,4-P2直接激活Akt,PI-3,4,5-P3激活磷脂酰肌醇依赖性激酶-1(phosphoinositide dependent kinase-1,PDK-1），后者再使Akt的Thr308位点磷酸化，在磷脂酰肌醇依赖激酶-2(phosphoinositide dependent kinase-2,PDK2）的干预下，Akt的Ser473位点再被磷酸化而完全被激活，激活的Akt达到最大活化效应[7]，进而逐级放大细胞外的刺激信号，最终实现调节细胞的功能[8]。磷酸酯酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog,PTEN）可以产生与PI3K相反的功能，PTEN通过脂质磷酸酶功能抑制PI3K的活性，通过去磷酸化作用将PIP3转变为PIP2,PTEN的缺失会导致激活Akt的PIP3水平升高[9]。PI3K/Akt信号通路构成如下图1所示。

图1 PI3K/Akt通路示意图   

2、PI3K/Akt信号通路在EMs中的表达

PI3K/Akt信号通路在EMs中异常激活与PTEN功能缺失[10],PIK3CA、PIK3R1、PP2R1A及KRAS突变[11],ARID1A表达丧失[12]等联系密切。一项对GEO数据集GSE25628(6例健康子宫内膜样本，16例异位子宫内膜组织）的生物信息学分析亦证实PIK3R1是参与EMs发病的关键基因之一[13]。患者子宫内膜上皮组织PI3K蛋白、Akt蛋白的阳性表达率显著高于正常子宫内膜组织[14]，这提示该通路的异常激活与EMs的发生存在相关性。此外PI3K/PTEN/Akt通路抑制剂AS101[15],PI3K/Akt/m TOR通路抑制剂LY294002、Ku-0063794[16]等皆展现出治疗EMs巨大的潜力。因此，抑制EMs病程中PI3K/Akt信号通路的异常激活的策略对EMs相关药物研发具有重要的价值。

2.1 调控异位组织血管生成

异位子宫内膜附着在盆腔和继续生长需要血管的营养和支持，PI3K/Akt通路能够调控异位组织血管生成[17]。Akt激活后可上调下游因子HIF-1α蛋白合成并向细胞核内转移[18]，继而促进血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）及其他血管生成因子的表达和分泌，刺激血管生成[19,20]。由此可见，抑制异位病灶PI3K/Akt信号通路激活可能通过减少血管生成来遏制病灶生长。

2.2 调控异位组织细胞凋亡与自噬

Akt通过m TOR信号通路可调控多个与细胞凋亡有关的蛋白家族，从而抑制细胞凋亡，这在众多肿瘤研究中已得到证实。凋亡异常可致使异位的内膜细胞增殖能力增强，使其在宫腔外种植并存活。PTEN过表达可使Akt去磷酸化而减少m TOR蛋白的活化，增加子宫内膜细胞凋亡并抑制细胞周期[21]。但临床证实EMs患者异位内膜中PTEN的表达较正常子宫组织显著降低，p-Akt和p-Bad水平升高[22]。PTEN表达下降解除了对PI3K信号通路的抑制作用，使异位内膜细胞的细胞周期调控机制的改变，凋亡水平下降，导致逆流的子宫内膜得以异位存活和种植[23]。Eaton研究[24]发现使用Akt抑制剂MK2206能够显著上调子宫内膜异位基质细胞caspase-3的表达，促进细胞凋亡。靶向激活PTEN或抑制Akt表达，诱导异位组织细胞凋亡可能是逆转EMs异位病灶生长的关键途径。

EMs与自噬之间联系紧密，但自噬水平在EMs异位组织中会出现高低不定的现象，学术界对自噬相关蛋白的确切表达变化尚存争议[25]。Matsuzaki研究[26]发现下调自噬核心基因（ATG13、Beclin-1、ATG12）表达能够解除氯喹（自噬抑制剂）与MK2206对子宫内膜异位基质细胞增殖的抑制作用。由此可知，PI3K/Akt通路抑制可能会增强EMs异位组织细胞的自噬水平。

2.3 调控雌激素反应元件

雌激素受体β(estrogen receptor beta,Erβ）和芳香酶的表达与异位病灶的生长关系密切[27]，其中胰岛素样生长因子-I(insulin-like growth factor,IGF-I）能够通过PI3K/Akt途径上调c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）和环磷腺苷效应元件结合蛋白（c AMP-response element binding protein,CREB）磷酸化水平，增强与雌激素受体2基因（Estrogen Receptor beta,ESR2）和CYP19A1 (Cytochrome P450 19A1 gene）启动子的结合，进而调控雌激素的合成与分泌，在LY294002干预后，异位病灶的生长及ERβ和芳香酶的表达受到显著的抑制[28]。由此可见，抑制PI3K/Akt信号通路激活能够降低胰岛素介导雌激素的合成，有望弱化异位病灶成长所需的激素条件。同时PI3K/Akt信号通路是雌激素增强子宫内膜间质细胞活性的非转录途经之一[29]。Jiang等[30]的研究进一步发现雌激素能够上调水通道蛋白5(aquaporin 5,AQP5）在子宫内膜细胞中的表达，激活PI3K/Akt通路，进而促进子宫内膜细胞增殖和异位植入物的形成。由此可知，在异位病灶组织中PI3K/Akt信号通路在雌激素的刺激下激活，进而促进病灶生长，另一方面在生长因子的刺激下，病灶雌激素受体增多，可能会反馈增加雌激素的分泌，引发恶性循环。

2.4 调控异位组织细胞增殖与迁移

子宫内膜异位增殖是引起EMs的病理基础，Ki-67是调控细胞增殖的关键蛋白。研究者发现[31]LY294002能够降低子宫内膜基质细胞增殖率，下调Ki-67的表达，抑制在位、异位内膜腺上皮细胞中Akt磷酸化水平以及NF-κB的活化。在Akt介导IKK激活NF-κB通路后，促进G1/S-特异性周期蛋白-D1(Cyclin D1）、生长抑制DNA损伤基因（GADD45α/γ）等基因转录，进一步调控细胞的增殖分化[32]。由此可知，效应分子kappa B抑制因子激酶（inhibitor of kappa B kinase,kappa B）是PI3K/Akt信号通路调控细胞增殖的重要途径之一。EMs异位病灶具有远处转移和局部组织侵袭的特点，文献证实[33]骨桥蛋白（osteo pontin,OPN）上调与子宫内膜上皮细胞迁移能力增强，异位病灶的种植显著相关。此外研究发现[34],PI3K/Akt信号通路能调控异位胚胎干细胞的迁移过程，其中异位胚胎干细胞中p-PI3K水平受si RNA-OPN干扰而下降。同时OPN的下调与PI3K通路的抑制能够显著抑制异位胚胎干细胞迁移。由此可知，OPN可能通过PI3K/Akt信号通路进而影响异位胚胎干细胞的迁移能力。

2.5调控基质细胞蜕膜反应

蜕膜化是子宫内膜基质细胞分化为分泌型蜕膜基质细胞的过程，其对后期胚胎成功植入与胎盘形成至关重要。研究发现[35],EMs患者存在蜕膜化缺陷，患者子宫内膜间质细胞的泌乳素（prolactin,PRL）与人胰岛素样生长因子结合蛋白1(insulin-like growth factor-binding protein-1,IGFBP-1）分泌水平较非子宫内膜异位症患者分别减少了一半和二十分之一。Yin等[36]研究发现，LY294002能够显著提高卵巢型EMs患者子宫内膜基质细胞中蜕膜特异性基因叉头框转录因子1(FOXO1）蛋白表达水平与IGFBP-1转录水平，MK2206干预后具有同样的变化趋势。因此，抑制PI3K/Akt通路激活已经成为减少FOXO1、IGFBP-1表达水平，进一步改善基质细胞蜕膜化过程的关键环节。

2.6 调控卵巢储备功能

一项关于EMs累及卵巢组织的临床研究发现[37],EMs患者的原始卵泡数量减少，但原发性、继发性和生长卵泡数量增加。这提示EMs患者可能会出现类似卵巢早衰的卵巢储备减少症状。在Takeuchi等[15]的研究中发现，AS101能够显著增加EMs小鼠叉头框蛋白O3(FOXO3）阳性原始卵泡的比例，FOXO3作为调节原始卵泡活化的关键因子，其表达的增强，进一步说明抑制PI3K/PTEN/Akt/Foxo3通路能够显著改善EMs引起的卵巢储备功能下降。

2.7 调控异位组织细胞上皮间充质转化

上皮间充质转化是异位内膜细胞在EMs进程中发生的形态学和极性改变、转移和入侵能力增强的重要原因。经历上皮间充质转化的间质细胞失去了子宫内膜基底层和肌层之间的保护屏障，使子宫内膜细胞更容易黏附。Eggers等的研究指出[38]锌指E盒结合蛋白1(zinc finger e-box binding homeobox 1,ZEB1）表达降低和钙黏蛋白E(ecadherin）表达升高与细胞的浸润性和运动性降低之间关系密切。Liu等[39]发现mi R-199a-5p过表达能够抑制EMs中ZEB1的表达及Akt与m TOR磷酸化水平，同时PI3K/Akt/m TOR通路的诱导剂IGF-1能够消除mi R-199a-5p模拟物对EMs上皮间充质转化的抑制作用，基于此我们推测PI3K/Akt通路异常激活可能会促进EMs上皮间充质转化，而ZEB1在其中扮演着枢纽角色。

2.8 调控EMs疼痛中枢敏化

异位病灶侵犯坐骨神经，患者将会出现周期性坐骨神经痛，这种持续的压迫或浸润性损伤一方面让脊髓背角神经元过度兴奋，同时导致坐骨神经永久性损伤[40]。Liu等[41]研究发现LY294002能够抑制坐骨神经型EMs大鼠脊髓浅背角p-PI3K、p-Akt、pm TOR、疼痛传递的神经生长因子（nerve growth factor,NGF),P物质（substance P,SP）和降钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide,CGRP）表达，这提示抑制PI3K/Akt信号通路有望减轻异位病灶侵犯所致的疼痛中枢敏化。

考虑到对EMs的相关机制研究的部分结果仅来源于基础实验研究数据支持，笔者基于疾病数据库Turku Endometriosis Database(https://endometdb.utu.fi/）（含15名患者和53名对照）对文中所述的关键效应分子进行验证，由图2可知，文中所述的大部分PI3K/Akt通路相关靶点在对照组与疾病组的子宫内膜与腹膜中表达水平差异明显。

综上，PI3K/Akt通路下游的关键效应分子在EMs中发挥着重要的作用，可以通过调控异位组织血管生成、细胞增殖与迁移、细胞自噬与凋亡、基质细胞蜕膜反应、上皮间充质转化、卵巢储备功能等多途径参与EMs的发展，作用机制见图3。

图2 PI3K/Akt通路相关效应分子在临床样本中的表达热图   

图3 PI3K/Akt信号通路在EMs中的作用机制   

3、中药干预PI3K/Akt信号通路治疗EMs

3.1 中医对EMs的认识

EMs在中医学中属于“癥瘕”范畴[42]。癥瘕最早记载于《黄帝内经》，是指妇女胞中结块，伴有或痛或胀或满或出血甚至影响生育的疾病[43]。《景岳全书》云[44]：“瘀血留滞作癥……余血未净，而一有所逆，留滞日积而渐以成癥矣。”故认为妇人癥瘕主要由血瘀留滞所致，其基本病机为瘀血阻滞胞宫、冲任[45]。《中藏经》曰[46]“积聚癥瘕杂虫者，皆五脏六腑真气失而邪气并，遂乃生焉。”叶天士《临证指南医案》云[47]：“治癥瘕之要，用攻法，宜缓宜曲。”由此可知，正虚血瘀是癥瘕的主要病机，故治疗当以补虚扶正、磨积消癥为宜[48]。

3.2 中药复方干预PI3K/Akt信号通路治疗EMs

临床对EMs的治疗，多以经典名方加减配伍使用，多味中药的协同使用能够对EMs动物体内的PI3K/Akt信号传导通路产生多方面的立体调控作用（表1）。

3.2.1 活血养血类

关于敦煌疗风虚瘦弱方治疗EMs大鼠的研究结果表明[49]，用14 g/kg的敦煌疗风虚瘦弱方对EMs大鼠进行12 d灌胃治疗后，异位子宫内膜组织中PI3K、Akt、COX-2、VEGF等表达水平下调，提示敦煌疗风虚瘦弱方对EMs的治疗作用主要是通过调控PI3K/Akt信号通路实现的。

3.2.2 活血止痛类

研究发现42.9、14.3、4.8 g/kg的蠲痛饮[50]对EMs大鼠模型进行14 d灌胃干预治疗，发现与模型组相比，蠲痛饮各剂量组能降低TNF-α、IL-6等炎症因子的含量，使VEGF蛋白处于低表达状态，抑制PI3K/Akt/m TOR信号通路的传导功能，并能在一定程度上抑制异位子宫内膜生成。夏玉等[51]采用自体子宫内膜移植法复制小鼠EMs模型，用加味盆痛灵方3.89、7.77、15.55 g/kg对其进行灌胃28 d，发现加味盆痛灵方中、高剂量组小鼠PI3K、Akt m RNA及蛋白表达显著下调，进而缓解EMs疼痛。

3.2.3 补肾活血类

研究者[52]分别给予3.78、7.56、15.12 g/kg的补肾活血方对EMs大鼠灌胃28 d，发现补肾活血方明显下调EMs大鼠异位组织中PI3K、Akt磷酸化水平及胞核中NF-κB p65表达，进而抑制PI3K/Akt/NF-κB通路的活化，改善大鼠EMs相关症状。

3.2.4 活血化瘀类

有研究表明[53]，具有活血、化瘀、消癥功效的桂枝茯苓丸（4.05、8.10 g/kg）持续灌胃干预30 d，能够显著降低EMs大鼠背根神经节Akt与m TOR磷酸化水平。同时对于TNF-α因子刺激的EMs内膜间质细胞模型，桂枝茯苓丸10%含药血清能够显著下调磷酸化的NF-κB p65与Akt水平，提示桂枝茯苓丸能够抑制PI3K/Akt信号通路介导的炎症通路，发挥对EMs疼痛的全面治疗作用。研究资料显示，用9、4.5、2.3 g/kg的少腹逐瘀汤[54]对EMs小鼠灌胃14 d，可降低异位组织中m TOR、Akt、p-Akt和p-m TOR蛋白的过度表达，使PTEN蛋白的负向调控作用进一步增强，从而调控PTEN/Akt/m TOR信号传导通路，可在一定程度上缓解异位病灶纤维化病变。 

表1 基于PI3K/Akt信号通路治疗EMs的中药复方出处、功效及组成  

表1中复方药味有异，各有侧重但都紧密契合EMs“瘀血内阻”的主要病机。因此采用化瘀之品为君，如当归、丹参、莪术、鸡血藤、虎杖、三七等，肾阳亏虚，“化气”不能，“阴成形”太过，则内生瘀血阻滞，渐积成癥，故臣以补益气血、滋补肝肾的药物，如黄芪、熟地黄、制首乌、补骨脂等，EMs症状多以疼痛为主，则配以延胡索、羌活等止痛之品，合用血肉有情之品蛴螬、土鳖虫、虻虫之类，兼顾虚实，补虚与化瘀相结合，对EMs产生综合性治疗作用。

3.3 中药有效成分干预PI3K/Akt信号通路治疗EMs

近年来，随着分离鉴定手段的进步，研究者们发现多种来源于中药的有效成分展现出治疗EMs的巨大潜力，具有干预PI3K/Akt信号通路治疗EMs的成分有姜黄素、人参皂苷Rg3、萝卜硫素、香附子提取物等，其主要效应分子集中在NF-κB、VEGF及PI3K/Akt等上，主要作用与抑制血管生成、调控自噬与凋亡、抑制炎症反应、减轻神经疼痛有关。其具体代表性成分以及作用机制见表2。

表2 中药有效成分干预PI3K/Akt信号通路治疗EMs  

4、总结与展望

EMs具有类似于恶性肿瘤种植、侵袭和远处转移等[74]特点，PI3K/Akt信号通路作为一条与增殖、分化和凋亡相关的经典信号通路，在促进肿瘤细胞的增殖、凋亡和迁移，细胞的恶性转化等诸多病理生理过程中发挥重要作用[75]。本文中我们对PI3K/Akt信号通路与EMs相关的异位病灶血管新生、细胞程序性死亡、细胞迁移、卵巢储备功能下降、基质细胞蜕膜受损、中枢敏化等之间的串联关系进行探讨，PI3K/Akt信号通路异常激活有利于EMs发生与发展。2-(α-萘甲酰基）乙基三甲基碘化铵（α-NETA)[76]、舒尼替尼[77]、硫氢化钠[31]、氢气[78]、FK-morph[79]皆可通过调控PI3K/Akt信号通路治疗EMs，故以该通路为出发点研究药物治疗EMs的作用机制理论上是可行的，具备一定的研究基础，但这些探索多集中于动物及细胞实验，缺乏临床试验研究，能否顺利用于人类EMs的临床治疗尚未可知。

EMs的治疗手段包括手术切除、针灸与穴位治疗、药物治疗等，临床首选非甾体类抗炎药、促性腺激素释放激素与特定避孕药等，以达到纠正激素紊乱、抗炎，控制疼痛的治疗目的。但是此几类药物多具有明显的副作用，如恶心、呕吐、阴道出血、痤疮、月经异常等[80,81,82]。祖国医学从活血行气、益气养血、散瘀通络等方面对EMs进行辨证论治，以姜黄、黄花倒水莲、人参、螺旋藻、香附子等具有化瘀、补虚功效的单味中药中的有效成分及桂枝茯苓丸、蠲痛饮、敦煌疗风虚瘦弱方、少腹逐瘀汤、补肾活血方等复方进行实验研究，结果证实以上药物能够通过干预PI3K/Akt通路对EMs发挥良好的治疗作用。

结合PI3K/Akt信号通路各靶点在EMs发生发展中的推动作用，提示抑制PI3K/Akt信号通路激活或许能够作为EMs治疗的药物靶向目标。但现阶段的研究尚存在一定的共性问题：（1）当前的研究多倾向于单味药中某个提取物或者提取成分的作用，但对这些单味药的选择往往缺乏中医理论指导，忽视了中药功效与疾病证型之间的联系，EMs病机以“正虚血瘀”为主，在未来研究中对治疗药物的选择应多偏向于活血化瘀、补益类中药；（2）关于中医药调控PI3K/Akt信号通路治疗EMs的研究大部分集中于通过联系经典靶点蛋白的表达与药物治疗作用的关系，间接证明某药物通过PI3K/Akt信号通路来发挥治疗作用。但考虑到中药多成分多靶点的特性，仅以部分靶点为佐证，无法判断该通路在EMs中的参与程度。同时PI3K/Akt信号通路与多个信号通路相互交互，其中的调控逻辑难以系统阐明，有待我们用更多的时间和实验去加以验证。

随着中药提取、纯化、分离技术的提高，相信越来越多的中药药效物质基础逐步明确，有助于进一步阐明PI3K/Akt信号通路的分子调控机制。未来的研究应整合多种技术从代谢物、基因、蛋白等水平阐释中药及复方治疗EMs的药理机制，在EMs病证结合模型构建与评价、中药治疗EMs药效评价指标优化、中药治疗EMs有效成分的筛选及临床转化、中药治疗EMs的毒理学研究这些薄弱的方向做出更多更有利的探索，为EMs药物研究提供参考。

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基金资助:国家自然科学基金地区基金资助项目(81660653);甘肃省青年博士基金项目(2021QB-074); 甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA588);甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2022CXZX-761);

文章来源:李泉洋,郝亚芳,吴国泰,等.PI3K/Akt信号通路调控子宫内膜异位症及中药干预作用研究进展[J].中国临床药理学与治疗学,2024,29(05):501-511.