PPARγ對(duì)胎盤發(fā)育作用的研究進(jìn)展※

吳 珊,楊麗莎,謝 楊,左劍波,蔡文杰，薛立群

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,湖南長沙410128；2.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長沙410131）

PPARγ對(duì)胎盤發(fā)育作用的研究進(jìn)展※

吳 珊1,楊麗莎1,謝 楊1,左劍波2,蔡文杰2，薛立群1

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,湖南長沙410128；2.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長沙410131）

PPARγ屬于配體依賴性核受體轉(zhuǎn)錄因子，是調(diào)節(jié)目標(biāo)基因表達(dá)的核受體轉(zhuǎn)錄因子超家族成員，對(duì)胎盤的發(fā)育及其血管的發(fā)生具有重要的作用。本文綜述了近些年來人們在PPARγ與胎盤發(fā)育方面取得的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了PPARγ的基本特性以及對(duì)胎盤發(fā)育及胎盤血管生成的調(diào)節(jié)作用。

胎盤；發(fā)育；PPARγ；畜牧；研究進(jìn)展

在畜牧生產(chǎn)中，多胎動(dòng)物的窩產(chǎn)仔數(shù)性能具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它主要受到情期排卵數(shù)、子宮容量及胎盤效率等因素的影響。在排卵數(shù)和子宮容量因素相對(duì)穩(wěn)定的情形下，妊娠個(gè)體間胎盤發(fā)育的差異性可能導(dǎo)致胎盤效率的不同。胎盤是胎兒在母體內(nèi)生長發(fā)育的重要器官。胎兒通過胎盤血液循環(huán)系統(tǒng)，與母體之間完成氣體、營養(yǎng)物質(zhì)以及代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)與交換。鑒于胎盤的發(fā)育及血管化程度決定了胎盤效率，人們試圖利用有限的子宮容量，通過提高胎盤效率，增加子宮的空間效應(yīng)與營養(yǎng)供應(yīng)能力，擴(kuò)大多胎動(dòng)物的產(chǎn)仔效率。隨著人們對(duì)胎兒及其胎盤發(fā)育研究的不斷深入，新發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPARs)對(duì)胎盤的發(fā)育及其血管的發(fā)生具有重要的作用。相關(guān)研究不僅為探討胚胎發(fā)育遲緩或胚胎死亡的機(jī)制提供新理論視角，也為提高多胎動(dòng)物窩產(chǎn)仔性能提供理論指導(dǎo)。

1 過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)

PPARs屬于配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子,是調(diào)節(jié)目標(biāo)基因表達(dá)的核受體轉(zhuǎn)錄因子超家族成員。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，PPARs可分為 PPARα(NR1C1)、PPARβ/δ(NR1C2)和 PPARγ(NR1C3)三種類型，分別由各自的基因編碼。PPARs的3種亞型在結(jié)構(gòu)、功能、組織學(xué)分布上均有差異，其中PPARγ廣泛分布在脂肪組織、心臟、肝臟、胰腺、脾臟、胃腸等組織中，具有多種生物學(xué)作用，參與調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、免疫細(xì)胞活化、組織重構(gòu)、血管發(fā)生、類固醇生成等生理活動(dòng)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，PPARγ在胎盤中也有大量表達(dá)，在胎盤發(fā)育及胎盤血管的形成等過程中發(fā)揮重要作用。

PPARs的活性受配體調(diào)節(jié)。PPARs與配體結(jié)合而被激活，能夠與核受體視黃醛衍生物X受體（RXR）聚合成為異源二聚體，進(jìn)而結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的PPAR反應(yīng)元件（PPRE）上，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。PPARs的配體物質(zhì)可分為內(nèi)源性配體和外源性的配體。內(nèi)源性配體物質(zhì)主要來源于體內(nèi)形成的多不飽和脂肪酸、類花生酸（8-HETE，PGJ2，PGA1，PGI2，Leukotriene B4）、溶血磷脂酸、氧化低密度脂蛋白。外源性配體物質(zhì)包括一些植物的藥用成分和人工合成的化學(xué)制劑與藥物等，例如植物的金雀異黃素，治療糖尿病的噻唑烷酮類化合物（Thiazolidinediones,TZD）或格列酮類（羅格列酮、曲格列酮、吡格列酮等），貝特類降脂藥，一些非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥物（如消炎痛、布洛芬）等。

2 PPARγ與胎盤發(fā)育

研究表明，PPARγ在胎盤組織中呈現(xiàn)高表達(dá)，并在胎盤發(fā)育中起到重要作用，影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖與分化。研究發(fā)現(xiàn)，嚙齒動(dòng)物中PPARγ在胎盤海綿滋養(yǎng)層細(xì)胞和迷路滋養(yǎng)層細(xì)胞中大量表達(dá)（Barak Y等,1999；Asami-Miyagishi R等，2004），PPARγ 的缺失可引起胎盤發(fā)育異常。BARAK等學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，缺失PPARγ基因的小鼠胚胎出現(xiàn)嚴(yán)重的胎盤缺陷，胚胎在發(fā)育第10天死亡；但通過嵌合恢復(fù)PPARY基因的胚胎可以修復(fù)胎盤發(fā)育缺陷，胚胎正常發(fā)育至出生（Barak Y等,1999）。這種PPARγ缺失小鼠的胎盤發(fā)育出現(xiàn)胎盤迷路區(qū)變小，血管無滲透功能，母體的血竇擴(kuò)張破裂；迷路滋養(yǎng)層細(xì)胞不能正常分化，海綿滋養(yǎng)層細(xì)胞異常地吞噬母體紅細(xì)胞等病理學(xué)變化。同樣，在缺失PPARγ的異源共聚體RXRα的小鼠中也觀察到類似的變化并發(fā)生胚胎死亡（Sapin et al.,1997）。

在人胎盤組織中PPARγ主要在滋養(yǎng)層細(xì)胞中表達(dá)，出現(xiàn)在絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞（VCT）、合體滋養(yǎng)層細(xì)胞（ST）、絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞（EVCT）和錨定絨毛部位的滋養(yǎng)細(xì)胞柱，參與調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化與侵襲。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，PPARγ具有誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞分化作用（Schaiff,WT等,2000），可以抑制絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲和遷移（Tarrade,A等,2001）。人的許多妊娠疾病是因胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化及功能異常所致，如先兆子癇、胎兒生長遲緩等。在人的胎盤中被活化的PPARγ可以誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞的脂質(zhì)沉積，絨毛的細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞分化，抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲。PPARγ和RXR激動(dòng)劑單獨(dú)或聯(lián)合使用可增加初級(jí)滋養(yǎng)細(xì)胞的脂質(zhì)吸收和積聚（SchaiffWT等,2006）；活化的PPARγ可刺激胎盤細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞分化為絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞，增強(qiáng)其內(nèi)分泌功能,進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞分化及侵入等過程,利于胎盤形成和發(fā)育。然而，母胎界面集聚的氧化低密度脂蛋白（LDLs）含有PPARγ激動(dòng)劑和高水平的肝X受體 (LXR)的配體（羥固醇），胎盤集聚過多的氧化低密度脂蛋白可能導(dǎo)致子癇前期的發(fā)生（Fournier T等,2008）。此外，體內(nèi)誘導(dǎo)激活PPARγ可以影響胎盤形態(tài)的變化以及脂肪酸的聚集使胎兒生長遲緩（Schaiff等，2007）。因此，母胎界面配體過度激活PPARγ將損害著床、胎盤化和胚胎發(fā)育（Fournier T等,2011）。

PPARγ在其他動(dòng)物組織如妊娠圍植入期豬子宮組織、豬子宮絨毛膜、狗胎盤和母羊的胎盤子葉都有較高的表達(dá)，提示它們在妊娠過程可能發(fā)揮著重要作用（孔路軍等，2006；Lord 等，2006；Zhu等，2010；Kowalewski等，2011）。研究發(fā)現(xiàn)，妊娠母豬子宮內(nèi)膜有PPARγ表達(dá)，妊娠25天子宮內(nèi)膜PPARγ1 mRNA水平比妊娠15天明顯升高；在發(fā)情周期第15天、妊娠第15天和25天的子宮內(nèi)膜以及妊娠25天的胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞中都能檢測到PPARγ 1的表達(dá)（Kowalewski等，2011）。

3 PPARγ與胎盤血管的發(fā)生

胎盤是哺乳動(dòng)物胎兒發(fā)育的重要器官，胎兒和母體之間依賴于胎盤血液循環(huán)完成氣體交換，獲取營養(yǎng)物質(zhì)和排泄代謝產(chǎn)物。因此，胎盤血管的形成對(duì)于胎盤循環(huán)的建立以及胎兒的生長發(fā)育是十分關(guān)鍵的。通過血管發(fā)生（vasculogenesis）和血管生成（angiogenesis）過程，母體胎盤和胎兒胎盤分別形成廣泛的血管網(wǎng)系統(tǒng)，建立胎盤血液循環(huán)系統(tǒng)。在胎盤及其血管的發(fā)育中，血管發(fā)生是從成血管細(xì)胞開始形成血管結(jié)構(gòu)的過程，滋養(yǎng)層與胚外體腔中胚層結(jié)合形成指狀突起原始絨毛，繼而中胚層分化出血管和結(jié)締組織而發(fā)展為絨毛，成為與母體進(jìn)行物質(zhì)交換的胎兒胎盤部分。在這一過程中，首先是絨毛的間充質(zhì)細(xì)胞分化形成血管內(nèi)皮祖細(xì)胞和造血前體細(xì)胞，經(jīng)過這些細(xì)胞增殖、遷移、條索狀聚集和細(xì)胞群裂隙的出現(xiàn)，分別形成原始的毛細(xì)血管管腔以及血液。此外，隨著尿囊迅速生長抵達(dá)滋養(yǎng)層，尿囊血管以血管生成方式將血管及血流引入尿囊所接觸區(qū)域的絨毛，形成血管網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，隨著胚胎及胎兒發(fā)育對(duì)子宮血液供應(yīng)需求的增加，母體胎盤血管系統(tǒng)相應(yīng)發(fā)生血管擴(kuò)張、通透性增強(qiáng)并生成新的血管，伸入胎盤結(jié)構(gòu)形成致密血管網(wǎng)或與母體血池相連，發(fā)展為與胎兒胎盤血管系統(tǒng)互為獨(dú)立的母體胎盤血管系統(tǒng)。在胎盤血管化的過程中，多種血管生成調(diào)節(jié)因子以及相應(yīng)受體，如血管內(nèi)皮生長因子家族(VEGFs)、成纖維生長因子家族(FGFs)、缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)以及血管生成素(Ang)等參與血管生成的調(diào)節(jié)。近些年來人們新發(fā)現(xiàn)PPARγ參與血管生成的調(diào)節(jié)，與胎盤血管生成有密切關(guān)系。

在促血管生成的過程中，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）發(fā)揮著重要作用，包括激活血管內(nèi)皮，引起細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)、內(nèi)膜細(xì)胞遷移、增殖和分化，使之新血管形成。然而，在PPARγ功能研究中發(fā)現(xiàn)，PPARγ激動(dòng)劑曲格列酮和環(huán)格列酮在體外實(shí)驗(yàn)中可以抑制瘦素激活A(yù)kt的磷酸化，抑制VEGF誘導(dǎo)人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移（Goetze S等,2002.；Hamblin M等,2009)。研究還發(fā)現(xiàn)，PPARγ在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，抑制一些生長因子介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖并引起凋亡（Law RE等，2000；Marx N等,1999）。體外實(shí)驗(yàn)顯示，PPARγ激動(dòng)劑配體可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移以及平滑肌細(xì)胞、單核細(xì)胞和某些腫瘤細(xì)胞的生長，表明PPARγ具有抑制血管新生作用（Kim KY等,2006；Scoditti E等,2010)。在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，促使PPARγ mRNA和蛋白表達(dá)的同時(shí)，PPARγ配體（15-deoxy-d-12,14-prostaglandin J2和噻唑烷二酮類藥物）抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和小管形成，抑制VEGF受體和尿激酶纖溶酶原激活物表達(dá)，增加尿激酶纖溶酶原抑制物（PAI-1）表達(dá),產(chǎn)生抑制VEGF誘導(dǎo)血管生成的作用（Xin X等,1999；Bourcier MN等,1999）。同樣也發(fā)現(xiàn)，藥物曲格列酮和羅格列酮等作為PPARγ配體物質(zhì)可以抑制VEGF誘導(dǎo)的牛血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和小管形成。在動(dòng)物試驗(yàn)中人們也觀察到，胎盤缺失PPARγ的情況下，小鼠胎盤的發(fā)育和滋養(yǎng)層分化發(fā)生異常,胎盤的促血管生長因子（如Prl2c2）表達(dá)增加，胎盤的血管發(fā)生出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。此外，在妊娠的野生型小鼠中也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PPARγ激動(dòng)劑羅格列酮處理后，胚胎生長發(fā)育遲緩，胎盤只有少量清晰可見的血管，胎盤組織也遭到破壞，形態(tài)異常，胎盤中來自母體的血紅細(xì)胞顯著減少，胎盤和胚胎的發(fā)育生長均受到了損傷（Karim Nadra等,2010）。PPARγ的抗血管生成的作用機(jī)制較復(fù)雜，包括抑制VEGF受體和尿激酶纖溶酶原激活物的表達(dá)，抑制Akt的磷酸化和一氧化氮（NO）的產(chǎn)生與細(xì)胞凋亡，增加尿激酶纖溶酶原抑制物（PAI-1）的表達(dá)等。有研究認(rèn)為，PPARγ可因抑制VEGF的作用而產(chǎn)生抗血管生成作用，阻斷VEGF通過PKCα（蛋白激酶Cα）依賴性途徑誘導(dǎo)CREB(環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白)調(diào)節(jié)COX-2表達(dá)的作用（Egeria Scoditti等,2010）。研究也發(fā)現(xiàn)，PPARα和PPARγ的激動(dòng)劑通過VEGF依賴性機(jī)制刺激血管的發(fā)生(Biscetti F等,2008)，并與增加VEGF的表達(dá)和加強(qiáng)內(nèi)皮一氧化氮合成酶(eNOS)和蛋白激酶Akt的磷酸化的有關(guān)。PPARγ的激動(dòng)劑也可以通過對(duì)內(nèi)皮祖細(xì)胞的作用促進(jìn)血管生成。無疑，血管生成過程十分復(fù)雜，可能還涉及多重尚不了解的調(diào)節(jié)途徑。PPARγ激活血管生成的網(wǎng)絡(luò)化作用依賴于不同途徑之間的相互作用和串?dāng)_，也包括其它PPAR亞型作用之間的平衡。

胎盤血管生成過程嚴(yán)格受一些促血管生成和抗血管生成分子相互作用的調(diào)節(jié)，特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和小鼠或大鼠催乳素超家族的Prl2c2和Prl7d1。研究表明，Prl2c2在小鼠胎盤滋養(yǎng)層巨細(xì)胞中表達(dá)，是主要的血管生成因子，對(duì)體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞具有趨化誘導(dǎo)作用，在體內(nèi)可以刺激新血管的形成。此外，Prl2c2主要刺激植入期母體蛻膜組織重組和血管生長。相反，巨細(xì)胞和成膠質(zhì)細(xì)胞層表達(dá)的Prl7d1具有抑制血管生成的作用，是主要的抗血管生成因子。在PPARγ缺失的小鼠中發(fā)生胎盤Prl2c2升高和Prl7d1降低的變化，這種PPARγ缺失與Prl7d1降低的一致性變化被認(rèn)為與PPARγ缺失情況下巨細(xì)胞和成膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育受限有關(guān)；相反，Prl2c2在PPARγ缺失胎盤中升高，但在PPAR激動(dòng)劑羅格列酮處理的胎盤中Prl2c2降低并抑制胎盤血管生長，說明PPARγ對(duì)Prl2c2的表達(dá)具有直接抑制作用（Karim Nadra等,2010）。因此，Prl2c2和Prl7d1之間的平衡受到嚴(yán)格控制，以避免出現(xiàn)與病理性血管生成相關(guān)的胎盤生長異常。

如上所述，胎盤血管生成的過程對(duì)于胎盤循環(huán)的建立以及胎兒的生長發(fā)育是十分關(guān)鍵的.胎盤血管發(fā)育異常造成的胎兒發(fā)育不足，是胎兒發(fā)育延緩的重要原因。因此，深入研究PPARγ對(duì)胎盤及其血管發(fā)育的調(diào)節(jié)作用具有重要意義和價(jià)值?！?/p>

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Q78；S814.8

A

1006-4907（2014）03-0003-04

10.3969/j.issn.1006-4907.2014.03.002

※注：本論文得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：31172377）的資助。通訊作者：薛立群。

2014-02-23