胎盤來源microRNAs與子癇前期發(fā)病機制的研究進展

劉嬌 ，劉國龍 ，郭正晨，張云山

子癇前期是以妊娠20周后初發(fā)高血壓、蛋白尿為主要臨床特征的妊娠特異性疾病，影響全世界5%～8%的妊娠女性，是增加孕產(chǎn)婦和圍生兒死亡率的主要因素之一[1]。目前子癇前期的病因及發(fā)病機制尚不十分明確，但胎盤與子癇前期的發(fā)病密切相關[2]。MicroRNAs（miRNAs）是20世紀90年代早期發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性、短鏈、非編碼RNA，由20～24個核苷酸組成，通過轉錄后抑制或降解mRNA的方式調(diào)控基因表達[3]。近年來，在各種疾病發(fā)生機制的基礎研究中，microRNAs已經(jīng)成為熱門研究方向之一。本文綜述胎盤來源的microRNAs在子癇前期發(fā)病機制中的作用。

1 子癇前期的發(fā)病機制

子癇前期影響血管的穩(wěn)態(tài)、胎盤及胎兒的發(fā)育，其發(fā)病機制的假設主要包括兩個階段，即妊娠早期胎盤的異常形成、子宮胎盤缺血，隨后進展為母體的炎癥反應[4]。

1.1 胎盤異常形成 因產(chǎn)后胎盤娩出減輕了子癇前期的臨床癥狀，故胎盤是子癇前期發(fā)病的關鍵器官。胎盤發(fā)育過程中，滋養(yǎng)層細胞在絨毛外分化途徑中獲得浸潤型的表型，成為絨毛外滋養(yǎng)層細胞，并分化為間質(zhì)絨毛外滋養(yǎng)層細胞（iEVT）及血管內(nèi)滋養(yǎng)層細胞（enEVT）。妊娠早期，絨毛外滋養(yǎng)層細胞侵入子宮蛻膜及肌層，改建子宮螺旋動脈，增加胎盤灌注，是胎盤發(fā)育及胎兒生長的關鍵[5]。而間質(zhì)絨毛外滋養(yǎng)層細胞侵入子宮肌層后釋放血管擴張因子，如一氧化氮，為血管內(nèi)滋養(yǎng)層細胞侵入、附著、改建子宮螺旋動脈提供準備環(huán)境。在子癇前期的患者中，子宮螺旋動脈的改建不足，從而導致胎盤灌注不足[6]。

子宮螺旋動脈的改建不足可能與如下因素有關：（1）血管內(nèi)滋養(yǎng)層細胞上存在特定人類白細胞抗原與母體免疫系統(tǒng)的自然殺傷細胞及T細胞相互作用，從而影響正常的母胎免疫耐受[7]。（2）血管內(nèi)皮的功能障礙，例如，與健康妊娠女性相比，子癇前期患者血液循環(huán)和胎盤組織中可溶性fms樣酪氨酸激酶?1（sFlt?1）和可溶性內(nèi)皮蛋白（sEng）升高[8]。sFlt?1和sEng都是抗血管生成蛋白，其拮抗促血管生成因子，包括血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和胎盤生長因子，從而導致胎盤血管發(fā)育不良[8]。

1.2 母體炎癥反應 子癇前期患者胎盤中缺氧誘導因子（HIF）蛋白水平的顯著增加，提示缺氧是子癇前期的高風險因素[9]。胎盤灌注減少及氧化應激是刺激細胞因子、抗血管生成因子和相關下游細胞因子釋放的關鍵。最終在子癇前期患者中觀察到許多器官和系統(tǒng)（包括脈管系統(tǒng)、腎臟、肝臟、腦等）的炎癥反應和內(nèi)皮功能障礙[9?10]。

2 胎盤來源miRNAs與子癇前期發(fā)病機制的關系

通過傳統(tǒng)及微陣列的方法進行鑒定后提示，子癇前期患者與健康女性的胎盤轉錄組之間的差異表達可能與子癇前期的發(fā)病機制相關[11?12]。這種異常表達的子癇前期胎盤轉錄組通常受遺傳及表觀遺傳途徑影響，然而關于差異表達的基因組、轉錄組如何調(diào)控疾病的發(fā)生發(fā)展目前仍未完全闡明。胎盤來源的miRNAs全基因組分析已經(jīng)鑒定出了與子癇前期相關的異常表達的miRNAs。一些研究也表明miRNAs在調(diào)節(jié)胎盤發(fā)育和功能及子癇前期發(fā)病機制方面有重要作用。

2.1 miRNA?223X 染色體上存在編碼miRNA?223的高度保守的基因，現(xiàn)有研究已經(jīng)提示這種基因的啟動子與造血系統(tǒng)密切相關，包括調(diào)節(jié)造血細胞的分化、抑制炎癥反應和血小板黏附[13?14]。髓樣細胞特別是靜止的自然殺傷細胞高表達miRNA?223，而細胞因子激活時miRNA?223表達水平降低[15]。妊娠早期自然殺傷細胞在胎盤中大量存在，其在維持母體對植入胚胎的免疫耐受中起關鍵作用[6]。因此妊娠早期胎盤來源的miRNA?223下調(diào)可能提示自然殺傷細胞存在異常免疫耐受[16]。

Schjenken 等[17]最近的一項研究表明，敲除miRNA?223后，小鼠的免疫及炎癥相關基因表達具有顯著變化，即隨著妊娠進展，免疫T細胞的數(shù)量減少、胎兒與胎盤的質(zhì)量比值逐漸降低。雌性小鼠生殖道與精液接觸后，miRNA?223表達上調(diào)，相反下調(diào)miRNA?223的表達則會對雌性小鼠的免疫耐受產(chǎn)生不利影響。因此母體暴露于含有異體抗原的精液后，miRNA?223可增加母體的免疫耐受，對妊娠起到保護作用。

在血管生成方面，Shi等[18]的一項研究表明，miRNA?223可能在維持內(nèi)皮細胞的靜止狀態(tài)起到一定作用，下調(diào)的miRNA?223靶向增加β1?整聯(lián)蛋白的表達進而促進血管生成。缺血缺氧應激可通過HIF蛋白靶向調(diào)節(jié)miRNA?223的上游啟動因子C/EBP?α，從而使miRNA?223減少[19]。因此，子癇前期中低表達的miRNA?223可能是激活內(nèi)皮功能、增加血管生成的代償機制。

在白細胞介素（IL）?6/miRNA?223/STAT3細胞通路中的研究提示下調(diào)miRNA?223的表達可靶向激活信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3），該過程伴隨促炎癥細胞因子IL?6的產(chǎn)生并且發(fā)現(xiàn)IL?6是誘導miR?223表達降低的主要因子[20]，其次增加IL?6，miRNA?223靶向減少，可導致血管功能障礙并促進巨噬細胞浸潤，進而對細胞滋養(yǎng)層細胞侵潤蛻膜及子宮肌層產(chǎn)生不利影響[21]。免疫組化進一步驗證子癇前期患者蛻膜及滋養(yǎng)層細胞高表達IL?6[21]，因此在子癇前期發(fā)病機制中，miRNA?223可作為生物學標志，進而成為新的研究靶點。

2.2 miRNA?126 血管生成相關的miRNAs中，miRNA?126最具有代表性。Wang等[22]的一項研究提示，人臍靜脈內(nèi)皮細胞中miRNA?126高度表達，并通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑上調(diào)VEGF和成纖維細胞生成因子從而促進血管生成。另一項研究提示，因血流可以激活鋅指轉錄因子（KLF2A）從而誘導miRNA?126的表達，故子癇前期患者可以導致miRNA?126的表達下調(diào)，且下調(diào)的程度與子癇前期胎盤缺血的程度呈正相關[23]。并且Yan等[23]的研究提示，子癇前期中血管生成因子的不平衡，包括促血管生成因子VEGF?A的降低，伴隨缺氧程度的增加，導致內(nèi)皮細胞數(shù)量的減少以及與其相關的miRNA?126的表達減少。Hong等[24]采用qRT?PCR方法在115例子癇前期患者的胎盤組織中也發(fā)現(xiàn)miRNA?126低表達，并且與VEGF的mRNA表達水平呈正相關。

對miRNA?126/PIK3R2/PI3K/AKT細胞通路的研究提示，miRNA?126的3′UTR靶向調(diào)節(jié)PIK3R2，而PIK3R2又是VEGF通路的重要組成部分，激活miRNA?126后，PIK3R2的表達降低，PI3K和AKT的mRNA和蛋白水平均升高[23]，進一步說明miRNA?126作為生物學標志在促血管生成、抗凋亡機制中的重要作用，提示在子癇前期發(fā)病機制中具有潛在的生物學作用。

2.3 miRNA?218 缺氧相關的miRNAs中，F(xiàn)ang等[25]研究了miRNA?218在子癇前期中的作用機制，結果顯示子癇前期患者胎盤組織與正常對照組比較，miRNA?218及其宿主基因SLIT2、SLIT3表達升高；體外細胞實驗提示，在HTR?8/SVneo絨毛外滋養(yǎng)層細胞系中，缺氧可誘導miRNA?218高表達，HIF?1α基因敲除后miRNA?218表達下調(diào)，染色質(zhì)免疫沉淀分析提示HIF?1α可與SLIT2、SLIT3的啟動子直接結合。因此，miRNA?218、SLIT2、SLIT3的表達均與缺氧環(huán)境下HIF?1α的表達相關。且LASP1基因為miRNA?218的靶基因之一，過表達miRNA?218可抑制LASP1mRNA及蛋白水平的表達，F(xiàn)ang等[25]采用熒光素酶報告基因對靶基因進行了驗證，缺氧環(huán)境下誘導的miRNA?218上調(diào)并靶向抑制LASP1來抑制滋養(yǎng)層細胞的浸潤，可能最終誘導子癇前期的發(fā)病。

2.4 miRNA?517 Anton等[26]的一項研究中提示，缺氧相關的microRNA?517在子癇前期的胎盤組織中高表達，體外研究中提示，原代絨毛外滋養(yǎng)細胞模擬缺氧條件后誘導microRNA?517表達，且通過增加sFLT1的表達導致滋養(yǎng)層細胞侵潤減少，有助于解釋子癇前期發(fā)生發(fā)展。

2.5 miRNA?125b Yang等[27]的研究提示，炎癥相關的miRNA?125b在子癇前期的胎盤組織和血清中表達上調(diào)；鞘氨酸醇?1?磷酸裂解酶?1（SGPL1）為miRNA?125b的靶基因之一，過表達miRNA?125b后，抑制SGPL1的表達；miRNA?125b在下調(diào)SGPL1表達的同時增強了IL?8的產(chǎn)生，該效應可以通過SGPL1過表達來逆轉。因此miRNA?125b可增加子癇前期中IL?8的表達，進而誘導母體的炎癥反應。

2.6 miRNA?210 Kopriva 等[28]的一項研究中提示，子癇前期患者胎盤中miRNA?210高表達與炎癥因素相關，而炎癥的出現(xiàn)提示與TLR3的過度激活相關[29]。子癇前期患者TLR3處于激活狀態(tài)[30]，并通過激活HIF?1α和NF?κBp50，誘導miRNA?210的上調(diào)，進一步下調(diào)靶基因信號轉導和轉錄激活因子6（STAT6）。因此miRNA?210可能在炎癥方面誘導子癇前期的發(fā)病。

3 總結與展望

子癇前期是一種多因素造成的妊娠期特有疾病，miRNAs作為生物學標志在子癇前期發(fā)病機制中的作用尚在研究的起始階段。目前研究提示，胎盤中異常表達的miRNAs可能通過不同的細胞通路、作用方式在母胎免疫、血管生成、缺氧、炎癥等方面參與子癇前期的發(fā)生發(fā)展過程。隨著研究的深入，子癇前期中胎盤來源的miRNAs可能會作為輔助診斷、治療及孕期管理的標志物之一。