Под эпителиально-мезенхимальным переходом (ЭМП) понимают приобретение мезенхимального фенотипа дифференцированными эпителиальными клетками. Открытие данного феномена позволило по-новому взглянуть на многие процессы, протекающие в ходе онтогенеза, а также на патогенез ряда патологий. В течение последнего десятилетия это понятие укоренилось в научных кругах и имеет под собой прочный фундамент из огромного количества наблюдений и исследований. Участие ЭМП доказано в эмбриогенезе, при заживлении ран, а также особое значение он имеет для канцерогенеза [1]. Еще одним примером физиологического процесса, протекающего с участием ЭМП, является циклическое изменение ткани эндометрия в ходе менструального цикла [2]. В связи с этим возникает вопрос: если молекулярные механизмы ЭМП имеют место при нормальных физиологических процессах в ткани эндометрия, то могут ли эти же процессы лежать в основе развития его патологических состояний, и какие факторы способны запустить ЭМП? Эндометриоз на сегодняшний день, несмотря на множество исследований, является заболеванием, этиология и патогенез которого до сих пор не выяснены. Известно, что эта патология вызывает бесплодие и другие клинические проявления у женщин. В исследованиях показано, что патогенез этого заболевания включает ЭМП [3]. Возможность уточнения этиопатогенеза данной патологии является одним из ведущих направлений современной гинекологии, так как понимание теоретических основ эндометриоза может стать основой его профилактики и решения одной из самых наболевших медико-социальных проблем.

Роль эпителиально-мезенхимального перехода в менструальном цикле

Известно, что функциональный слой эндометрия восстанавливается в фазе пролиферации за счет мезенхимальных стволовых клеток эндометрия (МСК-Э) базального слоя. Данная клеточная популяция находится под контролем клеток врожденного иммунитета — макрофагов, которые способны активировать их пролиферативную активность [4, 5]. Данный эффект достигается путем синтеза макрофагами тромбоцитарного фактора роста (PDGF), а последующая дифференцировка фибробластоподобных клеток эндометрия в фиброциты обусловлена влиянием трансформирующего фактора роста-β (TGF-β) [6]. Процесс подобного межклеточного взаимодействия отражает лишь восстановление стромального компонента функционального слоя эндометрия, тогда как мнения в отношении эпителиального компонента желез расходятся, а ряд авторов трактуют данное явление совершенно иначе, нежели как банальную пролиферацию эпителиоцитов доньев маточных желез базального слоя эндометрия.

Неоспоримым является тот факт, что неопровержимым доказательством пролиферативной активности эпителия в фазе пролиферации является наличие митозов. Однако, согласно данным R. Garry и соавт., в области базального слоя эндометрия не обнаружено пролиферативной активности эпителиальных клеток маточных желез, но вокруг них имела место выраженная активность макрофагов. В последующем установлено, что макрофаги способны влиять на МСК-Э и способствовать их дифференцировке по пути эпителиальных клеток будущих маточных желез. Данное явление исследователи называют железистым ремоделированием [7]. Таким образом, возможно, что эпителиоциты доньев маточных желез не являются постоянным источником восстановления железистого компонента эндометрия, а лишь запускают данный процесс; и как только будет сформировано минимально необходимое количество эпителиоцитов путем железистого ремоделирования, именно они и начинают пролиферировать, обеспечивая восстановление железистого компонента функционального слоя эндометрия.

Однако отсутствие пролиферативной активности маточного эпителия базального слоя эндометрия и феномен железистого ремоделирования оказались не единственными новыми находками исследователей. Основываясь на теории ЭМП и противоположного ему процесса — мезенхимально-эпителиального перехода (МЭП) [2], A. Owusu-Akyaw и соавт. обнаружили, что фибробласты перигландулярной зоны в эндометрии приобретали эпителиальный фенотип и способствовали регенерации маточных желез [8]. Показано, что в зоне регенерации обнаружены так называемые переходные клетки, которые имеют признаки как мезенхимального, так и эпителиального фенотипа [9]. Заметим, что эндометрий в течение менструального цикла восстанавливается по принципу раневого дефекта, однако данный процесс никогда не заканчивается фиброзированием [8], что может быть связано с МЭП. Исследователи считают, что избыточное развитие соединительной ткани в эндометрии может возникать вследствие дисбаланса в системе контроля ЭМП/МЭП, что приводит к преобладанию клеточных популяций с мезенхимальным фенотипом [10]. В одной из своих работ Q. Xu и соавт. показали, что маркером подобного нарушения равновесия в процессе ЭМП служит увеличение экспрессии miR-1291, наблюдаемое как при ЭМП, так и при патологиях эндометрия, сопровождающихся его фиброзированием [11].

Таким образом, восстановление функционального слоя эндометрия в фазу пролиферации имеет куда более сложные механизмы, чем это считалось ранее.

Значение эпителиально-мезенхимального перехода для выживания ретроградно заброшенной ткани эндометрия и становления эндометриоидной гетеротопии

Согласно теории ретроградного заброса, небольшие фрагменты эндометрия в фазе десквамации способны попасть в брюшную полость через просвет маточных труб и в последующем образовать эндометриоидные гетеротопии [12]. Ткань эндометрия уникальна в своем роде и для выполнения возложенных на нее функций имеет лишь одну оптимальную и эволюционно обоснованную локализацию — полость матки. Однако ввиду того, что клетки эндометрия обладают определенной фенотипической пластичностью, находящейся под контролем макрофагов [7], их выживание в условиях перитонеальной жидкости становится вполне возможным [13]. Эндометрий не является забарьерной тканью, и при попадании в перитонеальную полость его клетки могут быть восприняты в качестве своеобразного «раневого дефекта», получить поддержку со стороны макрофагов данной среды с последующим выживанием в новых для них условиях [14]. Возникает вопрос: каким же образом макрофаги способны поддержать будущую эндометриоидную гетеротопию?

Наиболее важным для выживания ретроградно заброшенной ткани эндометрия является то, какая из субпопуляций макрофагов преобладает в перитонеальной жидкости, ведь только противовоспалительные макрофаги (М2) обеспечивают процессы ремоделирования и репарации поврежденных тканей. При соблюдении данного условия ретроградно заброшенная ткань эндометрия активно взаимодействует с М2, целью которых является поддержание и восстановление гомеостаза ткани эндометрия, находящегося в условиях выраженной гипоксии [14]. Уже на этом этапе исследователи отмечают активацию ЭМП/МЭП в эндометрии, одним из пусковых факторов которой является увеличение концентрации фактора, индуцированного гипоксией 1α (HIF-1α) [15]. Однако одного лишь влияния со стороны HIF-1α вряд ли достаточно для полноценной активации ЭМП/МЭП. Перитонеальная жидкость имеет в своем составе большое количество цитокинов и других биологически активных веществ, ряд из которых синтезируется макрофагами. Одним из таких веществ является TGF-β, который, по мнению S. Matsuzaki и соавт., является наиболее важным фактором активации ЭМП в клетках маточных желез [16]. Влияние макрофагов и синтезируемого ими TGF-β на клетки эндометрия является разнонаправленным, так как данный фактор способен влиять сразу на несколько сигнальных путей и факторов транскрипции. Результаты работ ряда исследователей показывают, что М2 обусловливают активацию сигнального пути TGF-β/Smad3, способствуя снижению экспрессии эпителиальных и повышению экспрессии мезенхимальных маркеров фенотипа эпителиальных клеток эндометрия, запуская ЭМП [17—19].

Вспомним, что одной из функций М2 является участие в канцерогенезе, так как наиболее близкие к данному фенотипу клетки рассматриваются как опухоль-ассоциированные макрофаги (TAMs) [14]. При опухолях данная клеточная популяция влияет на ZEB1 (Zinc finger E-box binding protein 1) — один из основных элементов в системе транскрипционных факторов [20]. Функция ZEB1 заключается в контроле программы трансдифференцировки эмбриона [21], а его участие в канцерогенезе обусловливает активацию дифференцировки в сторону мезенхимального фенотипа клеток опухоли, способствуя инвазии и метастазированию [22]. Повышенная экспрессия ZEB1 обнаружена при раке эндометрия [23], а также в очагах эндометриоидных гетеротопий [24] и в очагах аденомиоза [25]. Следует отметить, что функциональная активность ZEB1 также зависит и от концентрации эстрадиола [26], максимальной в фазу пролиферации. Данный факт еще раз подтверждает, что восстановление железистого компонента эндометрия происходит с участием ЭМП, а также способствует приобретению свойств, необходимых для выживания и становления эндометриоидной гетеротопии [27, 28]. Также ZEB1 находится в непосредственном функциональном взаимодействии с множеством сигнальных путей, одним из которых является ILK, и именно его активация наблюдается при эндометриозе [29]. Ряд исследователей на примере клеток эндометриоидных гетеротопий показали зависимость таких свойств ЭМП, как миграция и инвазия, от активации пути ILK [30, 31], что отражает важность данного процесса для становления эндометриоидной гетеротопии.

Другим транскрипционным фактором, на который макрофаги способны повлиять при помощи TGF-β, является Snail [32]. Исследователи показали, что в результате подобного влияния происходит подавление белков межклеточных контактов, ведущее к потере эпителиального фенотипа клеткой [33]. При экспериментальном нокдауне транскрипционного фактора Snail наблюдалось ингибирование таких процессов, как адгезия, миграция и инвазия, а также подавление ЭМП [34]. Интересно, что активность данного транскрипционного фактора значительно возрастает при раке эндометрия [35], а также в клетках эндометриодных гетеротопий [36].

Выяснено, что ZEB1 и Snail являются транскрипционными супрессорами одного из маркеров эпителиального фенотипа клетки — Е-кадгерина [37]. Е-кадгерин — это Са2⁺-зависимый белок клеточной адгезии, входящий в состав плотных межклеточных контактов. Данный белок имеет множество функций, направленных на поддержание стационарного состояния эпителиальной клетки, играя роль супрессора клеточной инвазии [38, 39]. Белки клеточной адгезии являются кластерами дифференцировки, соответственно, их потеря позволяет клетке приобрести фенотипическую пластичность. Потеря Е-кадгерина приводит к повышению клеточной подвижности [1], которая становится возможной за счет реорганизации клеточного скелета. Во-первых, при ЭМП наблюдается потеря экспрессии цитокератинов — белков, являющихся структурной основой внутриклеточных промежуточных филаментов цитоскелета эпителиальных клеток [40]. Во-вторых, одновременно с этим в эпителиальных клетках начинает экспрессироваться ряд мезенхимальных маркеров, в том числе виментин. Данный белок является типичным представителем структурных элементов промежуточных филаментов тканей мезодермального происхождения и не экспрессируется эпителиальными клетками в норме. Приобретая мезенхимальный фенотип, эпителиальная клетка становится способной к миграции и инвазии [29]. Приобретение фенотипической пластичности эпителиальной клеткой также становится возможным за счет изменения влияния мембраносвязанного белка Numb на сигнальный путь Notch. Как при ЭМП, так и при эндометриозе наблюдается потеря экспрессии Numb — ингибитора передачи сигналов по пути Notch [41], в результате чего клетка вновь приобретает способность к пролиферации, тогда как потеря Numb не дает ей встать на путь конечной дифференцировки. Таким образом, появляется возможность для самообновления или даже бесконтрольного деления клеток [42].

Многими исследователями показана важность ЭМП в патогенезе эндометриоза, а также роль противовоспалительных макрофагов М2 как дирижера данной патологии. Поэтому неудивительно, что именно М2 в большом количестве инфильтрируют очаги уже сформировавшихся эндометриоидных гетеротопий [43]. Однако следует отметить работу L. Konrad и соавт., согласно которой при эндометриозе все-таки не наблюдается полного приобретения мезенхимального фенотипа эпителиальными клетками маточных желез [24], а в очагах глубокого эндометриоза, в которых эндометриоидная гетеротопия давно сформирована, соотношение эпителиальных и мезенхимальных маркеров соответствует таковому в нормальном эндометрии [44]. Таким образом, ЭМП напрямую зависит от М2, является механизмом выживания эндометриоидной гетеротопии и, наиболее вероятно, становится мало востребованным после ее стабилизации.

Роль эпителиально-мезенхимального перехода в патогенезе аденомиоза

Известно, что теория ретроградного заброса возникновения эндометриоидной гетеротопии лишь отражает механизм перемещения гематоэндометриоидного конгломерата и его фиксации в пределах брюшной полости [45], не объясняя патогенез аденомиоза, основой которого на сегодняшний день считается доброкачественная инвазия эндометрия в миометрий. Показано, что ЭМП является основным механизмом выживания ткани десквамированного эндометрия, но данный процесс может быть активирован и в эндометрии, локализующемся в полости матки, посредством противовоспалительной субпопуляции макрофагов М2 [17]. Различные субпопуляции макрофагов располагаются практически во всех тканях и жидких средах организма и при определенных условиях могут быть причиной дестабилизации ЭМП [46].

X. Liu и соавт. утверждают, что наиболее важные изменения, схожие с ЭМП, наблюдаются в зоне контакта базального слоя эндометрия с миометрием на ранних стадиях формирования аденомиоза. Посредством дедифференцировки фибробластоподобные клетки базального слоя эндометрия приобретают фенотипические и функциональные признаки миофибробластов и способность к миграции и инвазии [10]. Гладкие миоциты миометрия, в свою очередь, при помощи метаплазии также могут перейти в миофибробласты [47]. Образуется локальный участок в виде пограничной зоны, в области которой нет четкой границы между эндометрием и миометрием, а подвижность миофибробластов способствует смещению этой зоны вглубь ткани миометрия. Данное направление, вероятно, обусловлено более стабильным микроциркуляторным руслом по сравнению с тканью эндометрия. Со временем в очаге аденомиоза формируется устойчивая коммуникационная система, описанные процессы уходят на второй план — и ткань возвращается к функциональному состоянию, более близкому к нормальному эндометрию.

Участие синдрома повышенной кишечной проницаемости в развитии макрофагальной дисфункции

Как сказано ранее, субпопуляция противовоспалительных макрофагов М2 в перитонеальной жидкости способствует выживанию ретроградно заброшенного эндометрия и формированию эндометриоидной гетеротопии. Однако появление и преобладание фенотипа М2 происходит под воздействием некоторых факторов, оказывающих влияние на организм, возможно, даже на субклиническом уровне. В настоящее время доказано влияние М2 на формирование ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта. Во-первых, мононуклеарные фагоциты CX(3)CR1(hi), известные как М-клетки, осуществляют доставку антигенов в MALT (mucous-associated lymphoid tissue), что отражается на выраженности иммунной реакции в отношении представителей кишечной микробиоты. Другими словами, макрофаги участвуют в дифференцировке условно-патогенных и патогенных микроорганизмов и способствуют адекватному клеточному и гуморальному иммунному ответу на них, в том числе и на представителей нормальной микрофлоры кишечника. Данная клеточная популяция препятствует попаданию комменсалов в мезентериальные лимфатические узлы [48]. Во-вторых, макрофаги в перитонеальной жидкости участвуют в сохранении стабильности ее состава и поддержании стерильности [49], что указывает на важную роль данной клеточной популяции в осуществлении контроля гомеостаза.

Нарушение состава нормальной кишечной микрофлоры, будь то дисбактериоз или хроническое воспаление в кишечнике, сказывается на функциональной активности иммунокомпетентных клеток данного органа. Подобные нарушения в конечном итоге приводят к разбалансировке механизмов регуляции гомеостаза кишечной микробиотой и местной иммунной системой, что сказывается на проницаемости стенки кишки [50, 51]. В результате микроорганизмы из просвета кишки могут попадать в перитонеальную жидкость, что подтверждается возможностью представления антигенов для периферических Т-лимфоцитов при помощи В-1а клеток перитонеальной жидкости [52]. Подобный феномен называют синдромом повышенной кишечной проницаемости (leaky gut syndrome — LGS) [53]. Исследователи утверждают, что подобное явление способствует дисфункции иммунокомпетентных клеток и развитию ряда заболеваний, в том числе и аутоиммунных [54], даже в отсутствие клинических проявлений дисбактериоза [55]. Что касается конкретно макрофагов, то K. Nakata и соавт. в своей работе указывают на связь макрофагальной дисфункции и воспалительных заболеваний кишечника. Интересно, что при становлении хронических воспалительных заболеваний данного органа исследователи указывают на преобладание именно противовоспалительной субпопуляции макрофагов (М2), которые локализуются как в стенке кишки, так и в перитонеальной жидкости [56]. Подобная функциональная направленность макрофагов может привести к изменению спектра синтезируемых ими цитокинов. В результате такая перитонеальная жидкость может стать благоприятной средой для формирования различных заболеваний. Следует отметить, что некоторые исследователи уже упоминают LGS как возможный этиологический фактор заболеваний женской репродуктивной системы, таких как эндометриоз и синдром поликистозных яичников [57—59].

Таким образом, дисбактериоз, LGS и хронические воспалительные заболевания кишечника способны привести к сдвигу баланса макрофагальных субпопуляций с последующим преобладанием М2. Подобный дисбаланс в функционировании иммунокомпетентных клеток охарактеризован многими исследователями как возможный этап в патогенезе ряда заболеваний женской репродуктивной системы, в том числе эндометриоза.

Заключение

Данные рассмотренных нами исследований свидетельствуют о важной роли эпителиально-мезенхимального перехода в регуляции циклической функциональной активности эндометрия, а также об участии этого процесса в выживании ретроградно заброшенной ткани эндометрия в условиях брюшной полости с последующим формированием эндометриоидной гетеротопии. Одним из ключевых моментов в становлении как эндометриоидной гетеротопии, так и очага аденомиоза является уже возникший сдвиг в популяции макрофагов с преобладанием их противовоспалительного фенотипа. Следует отметить, что подобные изменения в соотношении иммунокомпетентных клеток могут наблюдаться при таких процессах, как дисбактериоз, синдром повышенной кишечной проницаемости, а также при хронических воспалительных заболеваниях кишечника. Персистирующее течение данных заболеваний, вероятно, создает благоприятный фон для выживания и становления эндометриоидных гетеротопий. Таким образом, одним из профилактических направлений в отношении эндометриоза может стать более пристальный контроль наличия хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта и состава кишечной микробиоты, что, в свою очередь, поможет решить одну из самых наболевших проблем современной гинекологии.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Украинец Р.В.

Сбор и обработка материала — Украинец Р.В., Корнева Ю.С.

Написание текста — Украинец Р.В., Корнева Ю.С.

Редактирование — Корнева Ю.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.