植入后胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞調(diào)節(jié)的研究進(jìn)展

陳欣，付振琳，楊菁

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，湖北省輔助生殖與胚胎發(fā)育醫(yī)學(xué)臨床研究中心，武漢 430060)

植入后，細(xì)胞滋養(yǎng)層(CTB)分化為合胞滋養(yǎng)層(STB)和絨毛外滋養(yǎng)層(EVTs)[1]。侵襲性EVTs進(jìn)入母體子宮，將胎盤(pán)固定在子宮壁上，并重塑母體螺旋動(dòng)脈，為發(fā)育中的胎兒提供營(yíng)養(yǎng)[2]。這些過(guò)程受到干擾會(huì)導(dǎo)致與胎盤(pán)相關(guān)的病理性妊娠。滋養(yǎng)層浸潤(rùn)不足與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(RSA)、子癇前期(PE)和宮內(nèi)發(fā)育遲緩(IUGR)密切相關(guān)[3-5]，而滋養(yǎng)層浸潤(rùn)過(guò)度又會(huì)導(dǎo)致胎盤(pán)植入和前置胎盤(pán)[6]。滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲受多種復(fù)雜因素的調(diào)控，不僅母體子宮環(huán)境可以對(duì)胎盤(pán)絨毛滋養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)，胎盤(pán)絨毛滋養(yǎng)細(xì)胞還能以自分泌等方式調(diào)節(jié)自身的遷移和侵襲。本文即對(duì)植入后胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞調(diào)節(jié)因素的研究進(jìn)展做一綜述。

一、胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能

1.胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：胎盤(pán)是一種臨時(shí)的、多用途的妊娠特異性器官，胎盤(pán)通過(guò)臍帶將母親與胎兒連接起來(lái)，它為胎兒提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)，并排除廢物。此外，它還具有內(nèi)分泌和免疫等功能[7]。在成熟的人胎盤(pán)中已鑒定出三種功能各異的滋養(yǎng)層亞型，它們分別是CTB、STB和EVTs[8]。

在胎盤(pán)發(fā)育過(guò)程中，CTB細(xì)胞增殖分化形成STB和EVTs。CTB細(xì)胞增殖和分化的持續(xù)性是維持胎盤(pán)發(fā)育和功能的基礎(chǔ)[9]。CTB細(xì)胞在相鄰細(xì)胞融合時(shí)增殖并合胞從而形成STB細(xì)胞。STB形成分隔母體和胎兒血液的主要上皮屏障，其足月表面積可達(dá)12～14 m2。胎盤(pán)的運(yùn)輸、激素分泌和免疫耐受功能由STB細(xì)胞完成。母胎界面的完整性取決于整個(gè)妊娠期CTB細(xì)胞的持續(xù)融合程度[10-12]。最終成為EVTs的CTB細(xì)胞要經(jīng)歷從上皮細(xì)胞到間質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)變，CTB細(xì)胞從胎盤(pán)絨毛的尖端遷移，增殖然后分化形成非侵襲性近端滋養(yǎng)層細(xì)胞，繼而增殖并分化為非增生性但有侵襲性的遠(yuǎn)端柱滋養(yǎng)細(xì)胞(DCT)[13]。從DCT起源后，EVTs細(xì)胞以間質(zhì)EVTs(iEVT)的形式擴(kuò)散進(jìn)入子宮的蛻膜和子宮肌層內(nèi)三分之一，然后進(jìn)一步分化為血管內(nèi)EVTs(evEVT)和腺內(nèi)EVTs(egEVT)，egEVTs侵入子宮內(nèi)膜腺體以增強(qiáng)胚胎的組織營(yíng)養(yǎng)，而evEVTs細(xì)胞則轉(zhuǎn)化為子宮內(nèi)膜螺旋動(dòng)脈以建立子宮胎盤(pán)循環(huán)[12-14]。

2.胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞生物學(xué)功能：胎盤(pán)主要有內(nèi)分泌功能和侵襲兩大重要功能，其功能與滋養(yǎng)層細(xì)胞密不可分。胎盤(pán)是一種內(nèi)分泌器官，它能產(chǎn)生蛋白質(zhì)類(lèi)激素，如人絨毛膜促性腺激素(HCG)或胎盤(pán)生長(zhǎng)激素、以及類(lèi)固醇類(lèi)激素，如孕酮(P4)和雌激素，其包括雌二醇(E2)和雌三醇(E3)[15]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，產(chǎn)婦的治療方法以及環(huán)境都會(huì)改變胎盤(pán)的內(nèi)分泌功能，從而影響胎兒的發(fā)育和妊娠結(jié)局。Feng等[16]發(fā)現(xiàn)三氯生(廣譜抗菌劑)處理妊娠大鼠后會(huì)誘導(dǎo)循環(huán)類(lèi)固醇激素產(chǎn)生減少，而類(lèi)固醇激素的減少會(huì)影響胎兒的發(fā)育和生長(zhǎng)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)三氯生和雙酚A(內(nèi)分泌干擾物)改變了P4的內(nèi)分泌途徑和子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的蛻膜化，從而影響生育能力和妊娠結(jié)局[17]。

母胎界面的滋養(yǎng)細(xì)胞遷移和侵襲是成功妊娠的關(guān)鍵事件[18]。高度侵襲性的EVTs，它破壞子宮螺旋動(dòng)脈的血管壁并進(jìn)入管腔以替代血管內(nèi)皮細(xì)胞，EVTs的侵襲可將胎盤(pán)附著在子宮上，并在整個(gè)懷孕期間使胚胎能夠從孕早期子宮腺的分泌物及孕中期和孕晚期的孕婦血液中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[19]。適當(dāng)?shù)腅VTs入侵對(duì)于成功懷孕至關(guān)重要[20]。EVTs這種侵略性受到嚴(yán)格的生理調(diào)控。任何導(dǎo)致滋養(yǎng)層細(xì)胞入侵調(diào)節(jié)失衡的因素都會(huì)引起滋養(yǎng)層細(xì)胞行為的改變，而這種行為的改變會(huì)產(chǎn)生植入缺陷，從而導(dǎo)致胎盤(pán)來(lái)源的疾病[21-22]。了解調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞異常侵襲功能的機(jī)制有助于我們找到新的胎盤(pán)來(lái)源疾病的治療方法。

二、植入后胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞的影響因素

(一)母體子宮因素對(duì)胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞的影響

植入后不久，懷孕的子宮發(fā)生劇烈的變化，包括細(xì)胞外基質(zhì)重塑、血管化、自然殺傷細(xì)胞數(shù)量增加和腺體分泌活性增加、以及間質(zhì)成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多邊形蛻膜細(xì)胞[23]。胎兒來(lái)源的胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞與蛻膜之間的相互作用對(duì)胎盤(pán)發(fā)育至關(guān)重要，當(dāng)EVTs侵入蛻膜(妊娠子宮內(nèi)膜)時(shí)，會(huì)遇到不同的母體細(xì)胞類(lèi)型，如蛻膜自然殺傷細(xì)胞(DNK)細(xì)胞、蛻膜巨噬細(xì)胞(MΦ)、T細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)、表達(dá)生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子的基質(zhì)細(xì)胞[24]。研究表明，DNK參與滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲和螺旋動(dòng)脈重塑，而MΦ作為抗原呈遞細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用，同時(shí)還可以分泌細(xì)胞因子并調(diào)節(jié)母胎界面的免疫平衡[25-26]。T細(xì)胞和DC一直被認(rèn)為是免疫平衡調(diào)節(jié)的關(guān)鍵細(xì)胞。這些細(xì)胞對(duì)滋養(yǎng)細(xì)胞功能的改變可能導(dǎo)致病理性妊娠，如PE、IUGR、RSA、早產(chǎn)和先天性感染[27]。

1.DNK對(duì)胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞的影響：DNK是細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的強(qiáng)大產(chǎn)生者，它們?cè)谀柑ソ缑鎯?nèi)與EVTs非常接近，DNK作為人類(lèi)蛻膜中最大的蛻膜免疫細(xì)胞(DIC)群體，研究表明，DNK不僅充當(dāng)母胎界面的免疫調(diào)節(jié)劑，而且在滋養(yǎng)層的侵襲和血管重塑等調(diào)節(jié)中也起著關(guān)鍵作用[28-29]。Sliz等[30]發(fā)現(xiàn)DNK擴(kuò)增受損與異常的螺旋動(dòng)脈重塑有關(guān)，并且DNK擴(kuò)增受損增加了CTB的侵襲從而導(dǎo)致死產(chǎn)、胎盤(pán)殘留、產(chǎn)婦出血等妊娠疾病。此外，Ma等[31]發(fā)現(xiàn)DNK細(xì)胞可以通過(guò)產(chǎn)生白介素8(IL-8)和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞入侵，并通過(guò)產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞向內(nèi)皮表型分化。還有研究表明，糖蛋白A(GdA)可刺激外周血NK細(xì)胞部分轉(zhuǎn)化為具有DNK樣表型的細(xì)胞，并通過(guò)與L-選擇素受體結(jié)合來(lái)增強(qiáng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞對(duì)血管生成和滋養(yǎng)細(xì)胞入侵的生物學(xué)活性[32]。

2.MΦ對(duì)胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞的影響：巨噬細(xì)胞對(duì)成功妊娠至關(guān)重要，MΦ功能異常與不良妊娠結(jié)局相關(guān)[33]?；诒硇秃凸δ芴卣鳎琈Φ被分為兩個(gè)重要的亞群：M1和M2。M1巨噬細(xì)胞是由干擾素-γ(IFN-γ)和脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的，是經(jīng)典的激活/炎癥類(lèi)型，參與抗原呈遞、促炎性細(xì)胞因子和一氧化氮的產(chǎn)生以及活性氧調(diào)節(jié)。由白介素4(IL-4)誘導(dǎo)的M2巨噬細(xì)胞是另一種激活/再生型，負(fù)責(zé)免疫耐受和組織重塑[34]。Buckley等[35]指出巨噬細(xì)胞具有調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞的功能，這在妊娠早期蛻膜的重塑過(guò)程中至關(guān)重要。更加重要的是，不同的巨噬細(xì)胞狀態(tài)調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞的不同功能?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)MФ衍生的細(xì)胞因子白介素33(IL-33)是妊娠早期胎盤(pán)生長(zhǎng)、原代滋養(yǎng)細(xì)胞、絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞和細(xì)胞柱滋養(yǎng)細(xì)胞增殖的關(guān)鍵因素[36]。另有研究發(fā)現(xiàn)，MФ可以誘導(dǎo)Fas配體(FasL)介導(dǎo)的凋亡，而凋亡的失調(diào)與RSA有關(guān)[37]。

3.T淋巴細(xì)胞對(duì)胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞的影響：蛻膜中的T細(xì)胞在正常和異常妊娠中都起著重要的作用。T細(xì)胞可分為具有多種功能的多個(gè)亞群。T細(xì)胞的一些亞群可以幫助EVTs侵入子宮內(nèi)膜并促進(jìn)胚胎著床和胎盤(pán)形成，而其他一些亞群則與妊娠并發(fā)癥例如PE和RSA密切相關(guān)[23]。蛻膜細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞是CD8+效應(yīng)T細(xì)胞，具有直接通過(guò)EVTs上的人類(lèi)白細(xì)胞抗原C(HLA-C)或間接通過(guò)母體抗原呈遞細(xì)胞(APC)識(shí)別胎兒抗原和裂解滋養(yǎng)層細(xì)胞的潛力[38]。T細(xì)胞亞群，尤其是CD4+輔助性T(Th)細(xì)胞，在成功妊娠中起關(guān)鍵作用[39]。在一些轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子和細(xì)胞因子的驅(qū)動(dòng)下，幼稚的CD4+T細(xì)胞能夠分化為不同的亞群，包括Th1、Th2、Th17和調(diào)節(jié)性T(Treg)細(xì)胞[40]。Treg細(xì)胞是CD4+T細(xì)胞的獨(dú)特子集，表達(dá)高水平的CD25，分化和功能受X染色體編碼的轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒P3(Foxp3)控制，Treg細(xì)胞也是維持人類(lèi)妊娠的必不可少的元素[41]。Robertson等[42]指出植入時(shí)，胚胎會(huì)表達(dá)來(lái)自父系的同種異體抗原，并可能引起威脅妊娠成功的炎癥。為了確?？沙掷m(xù)的妊娠，由Treg細(xì)胞介導(dǎo)的母體免疫耐受的活躍狀態(tài)至關(guān)重要。Treg細(xì)胞可抑制炎癥并支持母體血管適應(yīng)，從而促進(jìn)滋養(yǎng)層的侵襲和胎盤(pán)獲得母體血液供應(yīng)。Treg細(xì)胞數(shù)量不足或功能缺陷與RSA以及由于胎盤(pán)功能不全引起的各種妊娠并發(fā)癥有關(guān)。wang等[43]利用特征明確的人EVTs細(xì)胞HTR8/SVneo來(lái)證明滋養(yǎng)細(xì)胞在調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞分化中的顯著作用，從而導(dǎo)致免疫抑制性Treg細(xì)胞的擴(kuò)增。此外，CD4+T細(xì)胞在HTR8/SVneo細(xì)胞中下調(diào)了MMP-9的表達(dá)[43]。因此，CD4+T細(xì)胞對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞的作用可能在預(yù)防妊娠晚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞過(guò)度入侵中發(fā)揮了作用。

(二)胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞自身的調(diào)節(jié)

作為人類(lèi)胎盤(pán)的關(guān)鍵成分，滋養(yǎng)層細(xì)胞除了具有增殖和侵襲特性外，還可以表達(dá)和分泌各種趨化因子和細(xì)胞因子作用于自身，從而在維持正常妊娠等方面起效應(yīng)細(xì)胞的作用[44]。研究發(fā)現(xiàn)，纖維蛋白原樣蛋白1(FGL-1)主要由胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)，在妊娠糖尿病受試者中FGL-1表達(dá)明顯更高，且可通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2依賴(lài)性途徑促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞增殖[45]。另有研究表明，趨化因子CXCL12和受體CXCR4/CXCR7在絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞中表達(dá)增加，且都與滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的調(diào)節(jié)有關(guān)[46]。Olmos-Ortiz等[47]指出在懷孕期間，蛻膜是催乳素(PRL)的主要來(lái)源，在胎盤(pán)生長(zhǎng)和血管生成中起著重要的作用，然而除蛻膜外，CTB、STB和EVTs也是胎盤(pán)上PRL和PRL-受體(PRL-R)表達(dá)的位點(diǎn)，該激素可在胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞中通過(guò)旁分泌或自分泌的方式刺激滋養(yǎng)細(xì)胞遷移和侵襲。研究表明，在妊娠早期侵入性EVTs產(chǎn)生的HCG促進(jìn)了它們自身的侵襲。Evans等[48]證實(shí)了HCG的這種作用，該研究表明，使用中和高糖基化的HCG抗體B152可顯著抑制EVTs的侵襲。另有研究表明，B152可以通過(guò)阻止滋養(yǎng)細(xì)胞系JEG-3絨毛膜癌細(xì)胞分泌高糖基化的HCG來(lái)抑制其自身的生長(zhǎng)[49]。

三、總結(jié)與展望

所有懷孕的成功取決于胎盤(pán)結(jié)構(gòu)的正確形成和功能的正確調(diào)節(jié)。滋養(yǎng)層細(xì)胞作為胎盤(pán)最主要和最重要的成分，其分化和侵襲活性在空間和時(shí)間上受到嚴(yán)格控制，從而實(shí)現(xiàn)正確的胎盤(pán)形成。滋養(yǎng)細(xì)胞的功能缺陷會(huì)引起嚴(yán)重的妊娠相關(guān)并發(fā)癥。因此，了解滋養(yǎng)層細(xì)胞功能的影響因素對(duì)于定義這些疾病的合理治療和管理方式至關(guān)重要。對(duì)植入后胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞影響因素的深入研究將有助于揭示妊娠相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制，并為疾病的早期預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供新的手段和方法。