子宫内膜异位症（endometriosis，EM）是一种雌激素依赖性的良性侵袭性疾病，主要临床表现为痛经、性交痛、慢性疼痛和不孕，严重影响患者的身心健康。EM在育龄期女性中的发病率约为10%~15%，且呈上升趋势，目前认为EM的发生发展与氧化应激、免疫炎症、孕激素抵抗、上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、血管新生、细胞的异常增殖和凋亡等多种因素密切相关^[1-2]。褪黑素（melatonin）是一种主要由松果体产生的激素，褪黑素通过与其受体结合激活不同的信号转导通路，发挥多种病理生理功能，如抑制氧化应激、炎症反应等^[3]。褪黑素受体遍布全身，在正常子宫内膜和子宫内膜异位灶均有分布，已有研究表明褪黑素可通过抑制雌激素合成、拮抗血管生成等作用抑制EM的发展，并能有效缓解盆腔疼痛^[4]。褪黑素的这些特性吸引国内外学者对其在EM治疗中的作用进行了大量基础与临床相关研究。本文对褪黑素在EM发展中的作用机制及潜在治疗作用相关研究进展进行综述。

褪黑素是一种内源性激素，化学式为N-乙酰基-5-甲氧基色胺，在人体中可由松果体及多种松果体外器官合成。褪黑素的合成原料为色氨酸，合成过程受光照作用的调节，色氨酸经羟化作用后生成5-羟色氨酸，而后脱羧为5-羟色胺，再经5-羟色胺-N-乙酰基转移酶和羟吲哚-O-甲基转移酶的作用最终生成褪黑素^[5]。褪黑素生成后并不储存，而是会迅速释放至血液及脑脊液，并与相应的受体结合发挥作用。褪黑素还具有两亲性，可以穿过细胞、细胞器、细胞核膜，通过非受体介导作用直接与细胞内分子相互作用^[6]。

褪黑素受体主要包括位于细胞膜上的属于G蛋白偶联受体的褪黑素受体1（melatonin receptor 1，MT1）和褪黑素受体2（melatonin receptor 2，MT2），以及位于细胞质中的褪黑素受体3（melatonin receptor 3，MT3）。MT1和MT2均可在子宫内膜异位灶中表达，且其表达水平明显高于正常子宫内膜^[4]。MT1还参与子宫内膜基质细胞的增殖和凋亡，这可能与子宫内膜功能障碍及不孕症相关^[7]。MT3是一种还原酶，可以中和氧自由基，保护细胞免受氧化应激^[8]。褪黑素还可与细胞核上孤儿核激素受体家族的视黄酸Z受体/视黄酸相关孤儿核受体结合，参与免疫调节及应激反应^[9]。此外，褪黑素可与蛋白质直接相互作用，如参与调节泛素-蛋白酶体系统；褪黑素也可与钙调蛋白直接相互作用，抑制钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ的活性和自磷酸化^[10]。在EM模型中，有研究发现褪黑素可渗透异位子宫内膜细胞的线粒体膜，引起线粒体功能障碍，并通过影响氧化磷酸化系统，减少部分异位子宫内膜细胞ATP的产生，从而抑制其迁移，这提示褪黑素有潜力成为EM的新型治疗药物^[11]。

动物实验表明，在诱导大鼠形成EM后给予褪黑素20 mg•kg^－1•d^－1腹腔注射2周，异位子宫内膜变小、组织病理学评分增加，表明褪黑素可使大鼠EM病变消退，并改善其组织病理学评分^[12]。目前，EM的发病机制尚未完全明确，除了经血逆流、子宫内膜干细胞种植、米勒管遗迹异常和体腔上皮化生这四大理论，由基因和表观遗传学改变导致的血管新生、EMT、孕激素抵抗、细胞的异常增殖和凋亡及炎症等多种因素也与EM密切相关^[2]。

EM发病机制复杂，越来越多的证据表明氧化应激在其发病过程中具有重要作用。氧化应激是指体内氧化剂与抗氧化防御之间的不平衡，当体内活性氧（reactive oxygen species，ROS）含量过多时则会触发氧化应激反应，诱发细胞损伤^[13]。在EM中，ROS含量增加可上调转录因子NF-κB的表达，进而触发TNF、细胞间黏附分子1等细胞因子的表达，最终通过巨噬细胞诱导子宫内膜碎片黏附、增殖和新生血管形成，促进疾病进程^[14]。

褪黑素是一种自由基清除剂，多项体内研究表明，褪黑素可下调EM异位内膜病变中环氧合酶2和丙二醛等促氧化剂水平，并上调超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等抗氧化剂水平，且该作用在给予较高剂量褪黑素时更明显^[15-17]。在切除小鼠的松果体后，抗氧化剂水平明显降低，此时补充外源性褪黑素治疗4周，也可观察到丙二醛水平降低、超氧化物歧化酶水平上升^[15]。ROS可激活基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族，如MMP-9、MMP-2等，其参与EM中的组织重塑，使病变组织更具侵袭性^[18]。有研究表明，MMP-3参与早期EM发展，在EM大鼠模型中使用褪黑素治疗，MMP-3活性较对照组明显下降，且褪黑素组异位子宫内膜凋亡细胞数量增加，这与其抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低、促凋亡蛋白Bax表达增强相关，表明褪黑素可通过抑制MMP-3活性、促进异位内膜细胞凋亡抑制EM进展^[19]。

褪黑素还可通过抑制氧化应激、炎症反应减轻EM患者痛经症状，改善生育结局。EM相关疼痛包含痛经、慢性盆腔痛、性交痛、周期性和非周期性下腹痛，疼痛程度轻重不一，较重者甚至会出现中枢致敏的伤害性反应，严重影响患者的生活质量^[20]。EM疼痛的发病机制复杂，与前列腺素过度产生、炎症介质释放、外周及中枢神经过敏密切相关^[21]，其中脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）在伤害性神经疼痛中起重要作用^[22]。研究表明，褪黑素可降低EM中BDNF的水平，且其可通过调节线粒体凋亡途径有效保护神经，从而改善慢性盆腔痛及痛经症状^[23-24]。除严重的痛经外，约35%~50%的EM患者合并不孕症，因此，如何促进生育也是EM治疗中亟待解决的问题^[25]。研究表明，卵母细胞发育能力显著依赖其与相邻颗粒细胞的通讯水平，该过程由颗粒细胞延伸出的跨带突起结构（transzonal projection，TZP）介导，而褪黑素补充治疗可能通过降低ROS水平抑制卵母细胞的损伤和凋亡，防止TZP回缩，修复卵母细胞和颗粒细胞之间的通讯失调^[26]。此外，褪黑素还可保护滋养层细胞免受炎症和自噬的侵袭，在妊娠早期重塑子宫螺旋动脉，降低先兆子痫及胎儿生长受限的发生率，改善妊娠结局^[27]。

EM发病与孕激素抵抗、雌激素依赖密切相关。EM病灶局部呈高雌激素水平，可促进异位内膜细胞的增殖及炎症反应，这可能与芳香化酶、17β-羟基甾体脱氢酶1（17β-hydroxysteroid dehydrogenase 1，HSD17β1）等雌激素合成酶水平升高有关，因此，阻断雌激素合成是EM的治疗核心^[28]。孕激素可下调雌激素受体水平，并通过降低芳香化酶、HSD17β1水平抑制局部雌二醇的产生，但EM中孕激素受体（progesterone receptor，PR）转录、翻译和功能异常，这使孕激素对雌激素的对抗作用减弱，无法抑制异位内膜的发展^[29]。

临床研究表明，每日服用褪黑素连续4个月可有效降低促黄体生成素、雌二醇水平，夜间给予褪黑素可使体内卵泡刺激素水平下降，从而降低雌激素水平^[30]。在对乳腺癌的研究中，褪黑素与MT1结合后可通过抑制细胞生长功能来降低环腺苷酸水平，并通过降低芳香化酶的活性抑制雌激素的生成^[31]。褪黑素还可通过MAPK途径抑制排卵前卵泡中雌二醇的合成^[3]。此外，在对人颗粒细胞的体外研究中，褪黑素通过增强孕激素受体的表达、激活PI3K/Akt信号通路，上调孕激素合成关键酶类固醇激素合成急性调节蛋白（steroidogenic acute regulatory protein，StAR）的表达，促进黄体酮的合成^[32]。以上研究均表明褪黑素可抑制雌激素的产生并刺激孕激素的生成，这为其改善孕激素抵抗、抑制异位子宫内膜生长提供了理论依据。

EMT指上皮细胞转化为间充质细胞的过程，其可增加细胞迁移和侵袭的能力，对EM的形成和发展至关重要。在EM发生和发展机制的相关研究中发现，lncRNA MALAT1在异位子宫内膜组织中表达水平明显升高，其可通过NF-κB、ERK/MAPK等多种途径促进EMT发生、发展^[33-34]；miRNA-200可通过抑制上皮型钙黏蛋白（E-cadherin）的降低抑制EMT的发展^[35]；其他信号通路，如NF-κB、Wnt、Notch等，也可通过降低E-cadherin和波形蛋白的表达水平促进EMT^[3]。有研究发现，雌二醇可通过上调MALAT1水平及下调miRNA-200水平促进EMT的发生^[36]。另一项研究在分别使用17β-雌二醇和褪黑素处理上皮细胞后检测相关介质的表达，结果表明，褪黑素组Notch1蛋白表达水平显著降低，而Notch1抑制性调节剂Numb和E-cadherin表达水平显著升高。这表明褪黑素通过调节Numb/Notch1/Snail/E-cadherin等多种信号通路抑制EM患者内膜上皮细胞运动和EMT^[37]。

血管生成是EM发展过程中的关键步骤，新生血管能为异位病变组织提供营养和氧气，从而促进疾病发展^[38]。EM患者腹腔冲洗液中血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）含量明显高于健康人群，活化的巨噬细胞是VEGF的主要来源^[39]。在EM动物模型中，抑制VEGF可抑制血管生成及异位内膜的生长^[40]。Yilmaz等^[15]将异位子宫内膜组织经腹腔植入20只大鼠后，将其随机其分为两组，分别在腹腔内注射褪黑素及生理盐水，结果发现褪黑素组VEGF显著降低。一项体外实验发现，慢性缺氧环境可促进人脐静脉内皮细胞释放高浓度ROS及VEGF，而褪黑素以剂量依赖的方式通过下调缺氧诱导因子水平、清除自由基、降低VEGF水平限制血管内皮细胞的活力，抑制血管生成^[41]。

EM是一种需要长期管理的慢性疾病，现有的一线治疗药物主要包含孕激素类、复方口服避孕药、促性腺激素释放激素激动剂等，其主要通过抑制下丘脑-垂体-卵巢性腺轴来降低雌激素水平或通过引起假性蜕膜化阻断月经，从而抑制EM发展或进展^[42]。褪黑素作为一种有效的自由基清除剂、EMT抑制剂及血管生成抑制剂，已被证实在癌症、阿尔茨海默病、2型糖尿病、多发性硬化、炎症性肠病、骨质疏松症等多种疾病的治疗中发挥作用^[43-46]。

在褪黑素治疗EM相关的研究中，Güney等^[47]首次在EM大鼠模型中发现，腹腔注射褪黑素可引起EM异位内膜的消退和萎缩。一项Ⅱ期随机双盲临床对照研究纳入了40例重度痛经的EM患者，将其随机分为褪黑素组与安慰剂组，结果表明，每日口服褪黑素10 mg持续8周后，褪黑素组痛经评分降低38.01%，止痛药使用率降低80%，这为将褪黑素作为EM潜在治疗药物提供了有力支持^[24]。

目前研究表明，褪黑素在高剂量使用时也是相对安全的，一项纳入了79项临床研究的meta分析表明，在每天补充高剂量褪黑素≥10 mg时，2 114名受试者中有913名出现了不良反应，最常见的为乏力、头痛、发热和腹泻，但相较于安慰剂组严重不良事件并未增加^[48]。褪黑素有望成为EM治疗中一种安全且不良反应较小的药物，但目前仍缺乏足够的证据。

EM在育龄期女性中的患病率仍有升高趋势，寻求满意的药物治疗方案对于有效缓解患者症状、改善生育结局、提升生活质量至关重要。褪黑素是人体内天然存在的抗氧化活性物质，具有多种生理功能。随着体内、体外研究的广泛展开，人们发现褪黑素在EM的发生、发展中具有抗氧化、调节性激素、抑制异位子宫内膜细胞黏附与抑制血管增生等作用，这为褪黑素作为治疗EM的潜在药物提供了理论依据。然而，褪黑素在遏制EM发生、发展中的作用机制仍需进一步阐明，还需要开展多中心、大样本的临床研究进一步明确褪黑素对EM的治疗效果，从而将褪黑素更好地应用于EM的预防、治疗与长期管理策略中。