一、子宮內膜異位症(Endometriosis) 1. 簡介
子宮內膜異位症(endometriosis)是女性常見的疾病之一，其特徵為子宮內膜 組織異位生長於子宮腔以外及子宮肌肉層（myometrium）的地方，例如輸卵管、
卵巢及腹腔壁，常引起婦女腹痛，經痛及不孕(Farquhar, 2002; Matarese et al, 2003)。生殖年齡的婦女大約有 10-15%患有子宮內膜異位症(Ryan & Taylor, 1997)，而不孕症患者約有 30-50 %伴隨有子宮內膜異位症。此疾病除了造成婦 女的不適並且常引發不孕症，因此對於子宮內膜異位症的形成機制的研究可增 加其治療方針。子宮內膜異位症常見的症狀是經痛(dysmenorrhea)，其次為不孕 症(infertility)、性交疼痛(dyspareunia)、下腹及下背痛。子宮內膜異位症可發生 在身體任何器官(Markham et al, 1987)，疾病若發生在肺部，月經週期時會有咳 血或是氣胸的現象(Rachagan et al, 1996)，若發生在泌尿道則會有血尿或是輸尿 管阻塞(Hyler et al, 1994)，發生在胃腸道時會有血便、腸阻塞等現象(Scarmato et al, 2000)。臨床研究指出，子宮內膜異位症主要發生在生育年齡的婦女，而青春
期前及停經後女性較少子宮內膜異位症的發生(Thomas & Prentice, 1992)。
2.機轉
造成子宮內膜異位的原因機轉並不清楚，目前有幾種假設，一、主要是子宮 內膜組織細胞不正常的移行至子宮腔以外的地方生長，包括卵巢、輸卵管及腹 腔。大部分是以1927 年 Sampson 植入學說(Implantation theory)為主，他認為子 宮內膜細胞和碎片會經由逆流的經血，而跑到子宮以外的地方生長，例如：腹
膜腔（peritoneal cavity），異位的子宮內膜細胞會貼附到腹腔壁，增生後形成子 宮內膜異位的損傷(Zhang et al, 2006)。目前，已經有文獻指出子宮內膜細胞和碎 片經由逆流的經血容易貼附（adhesion）、侵入（invasion）於一些組織中。二、
是與化生(Coelomic metaplasia theory)相關的假說，有一些子宮內膜異位的病患，
因為對性荷爾蒙有依賴性，而導致腹膜細胞經由內分泌或發炎反應的刺激，而 化生成為Müllerian-type epithelium(Koninckx et al, 1999)，在 2001 及 2003 年也有 學者提出子宮內膜異位和自體免疫或是自然的免疫失能有關，可能是子宮內膜 細胞異位至腹膜腔後，產生發炎反應，經由樹突細胞（dendritic cells, DCs）呈現 而產生自體抗體（autoantibodies），而毒殺細胞(nature killer cells, NK cells) 也 會降低毒殺異位的子宮內膜細胞(Matarese et al, 2003)，最後形成了自體免疫。
三、直接擴張學說(Direct extension theory)：子宮內膜細胞由子宮腔內直接穿透 進入子 宮 肌 層 生 長 ， 稱 為 子 宮 肌 瘤 （Myoma） ， 而 子宮內膜細胞直接侵入 子 宮 肌 肉 層 ， 局 部 、 擴 張 或 是 集 中 於 某 一 區 域 的 都 稱 為 子 宮 腺 肌 症 (adenomyosis)(Dueholm & Lundorf, 2007)，有的子宮內膜細胞甚至會擴張侵入膀 胱、輸尿管、尿道或腸子。四、淋巴管和血管轉移學說(Lymphatic and vascular metastasis theory)：子宮內膜組織經由淋巴液和血液，轉移至遠方的器官(Van Schil et al, 1996)。五、也有可能是因開刀或生產而形成子宮內膜異位症 (Mechanical transplantation theory)(Metzger et al, 1991)。有學者認為是由以上機轉 所共同形成，非單一學說可完整解釋此疾病。以上以植入學說較被接受且有動 物實驗証明。月經週期中剝落的子宮內膜與經血由陰道排出體外，但亦有部分
子宮內膜之經血逆流至腹腔。雖然大部分婦女有經血逆流至腹腔的現象(Halme et al, 1984)，但只有 10-15%婦女患有子宮內膜異位症(Liu & Hitchcock, 1986)，
這表示大部分逆流至腹腔之子宮內膜組織被marcrophage 消除而未存活，但少部 分婦女腹腔中的環境反而使得逆流的內膜組織得以存活，因而發展成子宮內膜 異位症。
3. 子宮內膜異位與荷爾蒙的關係
子宮內膜異位組織的生長被認為與雌激素(estrogen)的存在有密切關係，可稱 為是一個“estrogen-dependent’’的病症，雌激素可刺激子宮內膜異位組織的生 長。相對地，抑制雌激素的產生，會造成異位組織的萎縮。雌激素對子宮內膜 生長的具多方面影響，它可以刺激子宮內膜表皮細胞及間質細胞的增生外，也 可能影響到血管增加及免疫細胞的反應(Kayisli et al, 2004a; Kayisli et al, 2004b)。此外，異位處子宮內膜細胞中雌激素受體的表現比正常的內膜細胞高 (Mosselman et al, 1996)。Matsuzaki 等人證明雌激素受體 α 對於子宮內膜異位的 生長是必需的(Matsuzaki et al, 2001)。Fujimoto 等人指出子宮內膜異位處細胞雌 激素受體β 的 mRNA 比正常的內膜細胞高；而子宮內膜異位處細胞雌激素受體 α 的 mRNA 比正常內膜細胞為低(Fujimoto et al, 1999)。進一步的研究顯示，異 位處內膜細胞雌激素受體β 的 mRNA 與蛋白表現皆較雌激素受體 α 高(Matsuzaki et al, 2001)。
二、雌激素受體(Estrogen Receptor)
目前人類發現有兩種雌激素受體的存在，estrogen receptor alpha（ERα）以及
estrogen receptor beta（ERβ）。ERα 由 595 個胺基酸所組成，其蛋白質分子量為 66 kD(Green et al, 1986)。1996 年，Mosselman 從人類週邊白血球細胞（human peripheral blood leukocytes）發現了 ERβ，ERβ 由 530 個胺基酸組成，其蛋白質 分子量為 59 kD(Mosselman et al, 1996)。ERα 和 ERβ 都屬於細胞核受體（nuclear receptor）的一員，大多認為可經由 Estrogen 對 ER 結合與活化來調控細胞的發 育、生長、移行與增生(Pearce & Jordan, 2004)，未活化態的 ER 主要位在細胞核 中與 heat-shock proteins 結合。當與 estrogen 結合之後，活化的 ER 會形成 ER 雙體(homodimer) ，並與含有 estrogen responsive element (ERE)序列的基因結 合，並調控下游基因的轉錄活性(Chen et al, 2004a)。研究顯示，ERα與 ERβ在不 同組織或不同細胞中可協同或是分別調控下游基因轉錄活動，利用不同的路徑 影響細胞的生物活性及生理功能(Zhao et al, 2008)。
在人體內有ER 表現的地方包括有骨（bone）、免疫系統（immune system）、
循環系統（cardiovascular system）、泌尿系統（urogenital system）、中樞神經 系統（CNS，central nervous system），ERα 在子宮（uterus）表現量最多，ERβ 表現量不如ERα 多，但可以在肺（lung）、乳腺（mammary gland）、腎臟（kidney）、
小腸（intestinal tract）及結腸（colon）中發現(Gustafsson, 2000)。
研究發現，當以 estrogen 刺激母鼠，其肝臟粒線體 DNA 所製造的粒線體呼 吸鏈蛋白有增加的趨勢(Chen et al, 1998; Chen et al, 1996)，並且 estrogen 可調節 粒線體的功能，包括增加電子傳遞鏈的活性、粒線體與細胞核中 glutathione 的 分佈，並且減少細胞凋亡(Chen et al, 2003)。最近的研究顯示，於兔子子宮與卵
巢(Monje & Boland, 1999; Monje & Boland, 2001)及 MCF-7 細胞(Chen et al, 2004a)及 HepG2 細胞中(Chen et al, 2004a)，可於粒線體內發現 ERα 與 ERβ。另 外，在人類水晶體上皮細胞粒線體(Cammarata et al, 2004; Cammarata et al, 2005)、心肌細胞及老鼠的海馬迴神經細胞粒線體中(Hsieh et al, 2006; Yang et al, 2004)，也發現有不同的 ERβ isoform 出現。E2 可抑制 MCF-7 乳癌細胞經由 UV 輻射所造成的傷害，如 cytochrome c 釋放，粒線體膜電位的降低與細胞的凋亡 (Pedram et al, 2006)。
三、粒線體在細胞中所扮演的角色 1.粒線體的功能與構造
粒線體藉由氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation, OXPHOS) 的過程產生人 體細胞賴以維生的能量─ATP，在構造方面主要分為內膜 (inner membrane) 、 外膜 (outer membrane) 、間質 (matrix) 以及膜間腔 (intermembrane space) 等四 大部份 (Fig. 1)，其中內膜上鑲嵌有負責執行電子傳遞鏈的五個呼吸酵素複合體 (respiratory enzyme complex) ， 分 別 是 Complex I (NADH-ubiquinone oxidoreductase) 、Complex II (succinate-ubiquinone oxidoreductase) 、Complex III (ubiquinol- cytochrome c oxidoreductase) 、Complex IV (cytochrome c oxidase) 和 Complex V (ATP synthase)(Taanman, 1999)。除了五個呼吸酵素複合體外，在電 子傳遞鏈上尚有對於維持正常電子傳遞鏈相當三個重要的蛋白質， 包括 dihydroorotate:CoQ-oxidoreductase; electron transfer flavoprotein:CoQ oxidoreductase 及 adenine nucleotide translocator (Wallace, 1992)，電子傳遞鏈大
多 是 由 細 胞 核 DNA 在 細 胞 質 中 合 成 ， 再 經 由 訊 號 胜 肽 (signal peptide sequence)，輸送至粒線體內膜與其它 13 條由粒線體 DNA 在粒線體間質所合成 的多胜肽，共同組裝成具有功能的呼吸酵素複合體。
2.粒線體 DNA(mtDNA)
粒線體有自己的基因(genome)，粒線體 DNA 帶有 16, 569 個鹼基對(base pair, bp)的粒線體(Anderson et al, 1981); 每個粒線體中均帶有 2~10 組拷貝(copy)的雙 股環狀的粒線體 DNA; 粒線體 genome 含有 37 個基因，包含 13 條參與呼吸酵 素複合體的多肽鏈基因，2 個 rRNA 基因及 22 個 tRNA 基因。因為缺乏內插子 (intron)，所以粒線體的基因攜帶的遺傳訊息的密度很高，除了負責轉錄 13 條多 肽鏈、22 個 tRNA 及 2 個 rRNA 的基因以外，還含有大約 1.1 kb 的非轉錄基因 區，稱為displacement loop (簡稱 D-loop 區) (Fig. 2)。此區域為粒線體 DNA 複製 及 轉 錄 的 控 制 區 域 ， 其 間 包 含 了 粒 線 體 DNA 的 複 製 起 點 (origin of replication)(Leonard & Schapira, 2000)，以及 RNA 合成的起動子部位 (promoter region)。其他參與粒線體內氧化磷酸化蛋白的合成者，如 DNA 聚合酶 γ (polymerase γ)、RNA 聚合酶、核醣體蛋白(ribosomal protein)，及粒線體 DNA 調 節因子(mtDNA regulatory factors)，則均由細胞核 DNA 所轉譯合成(Chinnery &
Turnbull, 2000)。
3.粒線體的動態融(fusion)與分裂(fission)
粒線體是動態(Mitochondrial dynamics)的胞器，在不同的細胞或是不同的外 界刺激下，其型態跟數量都是可變的。粒線體在細胞內會進行頻繁的融合(fusion)
與分裂(fission)，形成絲狀或是點狀形態的粒線體(Chen & Chan, 2004)。粒線體 可利用融合作用進行膜電位的傳遞及交換粒線體基質的內容物，透過粒線體基 因組交換，有效的修補突變的粒線體DNA(Nakada et al, 2001)，而絲狀的粒線體 連結成網路也有利於能量(ATP)在其中傳遞(Skulachev, 2001)。粒線體可利用分裂 作用增加粒線體的數量，分散在細胞內不同的區域執行不同的功能(Collins et al, 2002)，而在細胞分裂的過程中，粒線體的分裂作用可以使粒線體平均分配到子 代細胞中(Barni et al, 1996)。另外有文獻指出，粒線體的融合分裂與細胞凋亡有 密切的關係(Karbowski & Youle, 2003)。研究發現，增加負責粒線體分裂的 Drp1 或Fis1 蛋白的表達，可以促進粒線體分裂，同時誘導細胞凋亡；而抑制 Drp1 或 Fis1 則可以抑制細胞凋亡(Lee et al, 2004)。與此一致的是，大量表達負責粒線體 融合的OPA1 或 Mfn1/2 蛋白可以促進粒線體融合，同時抑制 cytochrome c 的釋 放與細胞凋亡；反之則可促進細胞凋亡(Lee et al, 2004; Sugioka et al, 2004)。大 量 研 究 顯 示 ， 在 細 胞 凋 亡 的 早 期 ， 粒 線 體 型 態 會 呈 現 明 顯 的 片 斷 狀 (fragmentation)(Desagher & Martinou, 2000; Frank et al, 2001; Jagasia et al, 2005)，但在某些研究中發現粒線體 fragmentation 會晚於粒線體膜電位的下降 (Esseiva et al, 2004)，因此粒線體型態 fragmentation 也有可能是細胞凋亡的結 果，另外粒線體fragmentation 也可能是粒線體功能代償的一種表現(Karbowski &
Youle, 2003)。由此可看出粒線體的融合(fusion)與分裂(fission)與細胞凋亡間的關 係非常複雜，詳細的分子機制尚未清楚(Chan, 2006; Suen et al, 2008)。
四、活性氧分子(Reactive oxygen species, ROS )
氧化壓力(oxidative stress)是指組織或細胞中過氧化物(peroxidants)大量產 生，或是抗氧化物(antioxidant)降低，造成體內狀態不平衡(Gutteridge & Halliwell, 1989)。活性氧自由基是由以氧為中心所組成的分子，包括氫氧自由基(hydroxyl radical, OH)、超氧陰離子(superoxide anion, O2‧－
)和過氧化氫(hydrogen peroxide, H2O2)(Fridovich, 1999)。正常的化學物質係由穩定的原子及分子(電子成對)組 成，而自由基則是指外層電子軌道具有未共用電子對之不完全化學結構，會藉 由搶奪其他物質(尤其是小分子量的物質)的電子與本身的單一電子湊成對，使自 己趨於穩定達到電場平衡，而被搶奪電子的物質也變得不穩定，於是自由基引 發一連串的連鎖反應，使得被搶奪電子的物質遭受破壞(Fubini & Hubbard,
)和過氧化氫(hydrogen peroxide, H2O2)(Fridovich, 1999)。正常的化學物質係由穩定的原子及分子(電子成對)組 成，而自由基則是指外層電子軌道具有未共用電子對之不完全化學結構，會藉 由搶奪其他物質(尤其是小分子量的物質)的電子與本身的單一電子湊成對，使自 己趨於穩定達到電場平衡，而被搶奪電子的物質也變得不穩定，於是自由基引 發一連串的連鎖反應，使得被搶奪電子的物質遭受破壞(Fubini & Hubbard,