NOTCH信號通路 在滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤及胎盤血管重鑄中的研究進(jìn)展

魯 蕃，孫曉彤*，何西彥，楊莉莉

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省人民醫(yī)院產(chǎn)科，甘肅 蘭州 730000）

妊娠期高血壓是一種常見的孕期并發(fā)癥，同時也是引起子癇及子癇前期(preeclampsia，PE)的重要因素，PE發(fā)病率約為6%～10%[1]。PE的危害性較大，會影響妊娠結(jié)局，增加產(chǎn)婦及圍產(chǎn)兒死亡率，然而盡管近年來醫(yī)學(xué)技術(shù)取得了重大突破，然而對PE的發(fā)生機(jī)制仍尚未完全闡明。大量的研究已經(jīng)證實，NOTCH信號通路在胚胎發(fā)育中起到了重要作用，在子癇前期的發(fā)生和發(fā)展中亦起到了重要的調(diào)節(jié)作用[2-3]。目前普遍認(rèn)為NOTCH表達(dá)失衡會加劇胎盤血管生成發(fā)育不足和胎盤血液循環(huán)障礙，與子癇發(fā)生發(fā)展具有密切的相關(guān)性，其中國內(nèi)學(xué)者張展等[4]在研究中指出，NOTCH蛋白在正常胎盤組織中表達(dá)顯著，其中絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)及血管內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中NOTCH表達(dá)水平更高。趙先蘭等[5]同樣證實，NOTCH蛋白會在胎盤組織中表達(dá)，并推測NOTCH信號通路中的 NOTCH1、Jagged1可能參與了子癇前期的發(fā)生與發(fā)展。曹衛(wèi)平等[6]則認(rèn)為子癇前期可能是由于受NOTCH/NOTCH配體影響的Th17/Treg失衡所致。然而，雖然關(guān)于NOTCH與子癇前期的研究眾多，但仍無統(tǒng)一定論，有待在今后進(jìn)一步確證。

1 NOTCH信號通路概述

1914年，NOTCH基因在果蠅體內(nèi)被首次發(fā)現(xiàn)，基因部分功能缺陷會導(dǎo)致果蠅翅膀邊緣一處缺刻（NOTCHES），故而得名[7]。NOTCH信號通路可調(diào)控細(xì)胞內(nèi)多個生命進(jìn)程[8-10]，在無脊椎動物以及哺乳動物中均有表達(dá)，屬于進(jìn)化上十分保守的跨膜受體蛋白家族。NOTCH信號通路由多個部分組成，包括靶基因、受體、配體、DNA結(jié)合蛋白，通過細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互接觸，來激活參與機(jī)體內(nèi)的多個生理和病理過程。

1.1 NOTCH受體

NOTCH受體在信號通路中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，現(xiàn)階段共發(fā)現(xiàn)哺乳動物中存在4大類NOTCH基因，并以此被編碼為NOTCH 1～4受體。NOTCH結(jié)構(gòu)主要分為胞內(nèi)域、跨膜域和胞外域。其中胞內(nèi)域具有轉(zhuǎn)錄活性，由4個保守區(qū)域組成，分別為錨蛋白轉(zhuǎn)入激活區(qū)、RAM 區(qū)、PEST 序列；胞外域主要是負(fù)責(zé)配體結(jié)合和激活，胞外域的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，胞外域由表皮生長因子序列＋富含半胱氨酸的lin NOTCH重復(fù)序列共同組成。

1.2 NOTCH配體

近年來，隨著人們對NOTCH配體認(rèn)識的逐漸加深，我們越來越認(rèn)識到不同物種之間的NOTCH配體存在明顯差異，比如果蠅中的NOTCH配體包括Serrate 和Delta ，線蟲中則為Lag -2，而哺乳動物中則為Delta-like和Jagged，其中Delta -like（DLL）與果蠅中的Delta高度同源，且Deltalike又分為Delta-like1（DLL 1）、Delta -like（DDL 3）、Delta-like（DLL 4）等五種，Jagged與Serrate同源，又分為Jagged1和Jagged2，不同配體的作用不同[11-12]。目前子癇前期NOTCh信號通路中關(guān)于DLL4、Jagged1和Jagged2等配體的研究最多。

1.3 DNA結(jié)合蛋白與靶基因

CSL屬于DNA的結(jié)合蛋白，CSL為縮寫單詞，分別取自CBF1、Su(H)、Lag-1的首字母縮寫。CBF1、Su(H)、Lag-1則分別代表在哺乳動物、果蠅和線蟲中Nocth的效應(yīng)分子[13]。CSL與NICD結(jié)合形成CSL-NICD復(fù)合體,同時與核內(nèi)特定的DNA序列--GTGGGAA序列結(jié)合,進(jìn)而激活靶基因的表達(dá)。NOTCH信號的靶基因為堿性螺旋-環(huán)-螺旋類BLHL轉(zhuǎn)錄因子家族，常見如HEY1、HEY2、HeyL等，HEY1、HEY2、HEYL及其相關(guān)蛋白在基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期的調(diào)控中均發(fā)揮著重要作用。

1.4 NOTCH信號通路的經(jīng)典途徑

NOTCH信號通路的經(jīng)典途徑（CBF-1非依賴途徑）目前仍未取得突破性進(jìn)展，并且關(guān)于該方面的報道較少，因此本文未對該方面的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。NOTCH信號通路的經(jīng)典途徑為CBF-1/RBP-Jκ依賴途徑[14]。首先DNA結(jié)合蛋白與核基質(zhì)蛋白（MINT）、KyoT2等組成轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物，在與NICD結(jié)合后，進(jìn)一步解離釋放MINT、KyoT2，并募集SKIP蛋白等共激活分子，共同組成轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合物，激活靶基因轉(zhuǎn)錄后，發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

2 NOTCH信號通路的表達(dá)情況及可能的作用機(jī)制

2.1 NOTCH信號通路與子宮螺旋動脈重鑄

2.1.1 子癇前期與內(nèi)皮功能障礙密切相關(guān)

滋養(yǎng)細(xì)胞可釋放可溶性的血管活性物質(zhì)，如血管內(nèi)皮生長因子受體1（sFlt-1）和可溶性Endoglin等，上述因子可進(jìn)一步激活全身小血管的內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷。而內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPC）具有內(nèi)皮修復(fù)的能力，DLL4/NOTCH信號通路可能在體外作為EPC介導(dǎo)的血管發(fā)生的抑制劑，也是促進(jìn)PE患者血管生成的潛在目標(biāo)[17]。一項體外研究認(rèn)為，NOTCH受體信號傳導(dǎo)可在體外控制人血管平滑肌細(xì)胞（hVSMC）分化，NOTCH可通過體外激活CBF-1/RBP-Jκ依賴性途徑促進(jìn)hVSMC表型改變，而血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）表型調(diào)節(jié)是血管病理學(xué)發(fā)生的關(guān)鍵因素[15]，因此推測NOTCH信號通路在子宮螺旋動脈生理、病理學(xué)改變中發(fā)揮了重要作用。γ干擾素同樣可破壞平滑肌細(xì)胞的完整性，引起內(nèi)皮損傷，且DLL 1和DLL 4均參與uNK細(xì)胞表面NOTCH受體相互作用誘導(dǎo)γ干擾素分泌，另外由于NOTCH 1和NOTCH 2表達(dá)于uNK細(xì)胞，而DLL 1表達(dá)于螺旋動脈周圍的母體細(xì)胞，因此可以進(jìn)一步推測DLL 1可能參與調(diào)解母體細(xì)胞中的NOTCH信號通路活性，誘導(dǎo)EVTs侵襲前γ干擾素的分泌和血管平滑肌的破壞[16]。然而雖然可以證實NOTCH信號通路表達(dá)失衡在動脈重鑄異常起到了關(guān)鍵作用，但作用機(jī)制尚無可靠的臨床研究來進(jìn)一步確證，目前仍屬于猜想階段

2.1.2 絨毛細(xì)胞與血管生成密切相關(guān)

Hofbauer細(xì)胞和細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞可通過分泌生長因子來誘導(dǎo)血管生成，而NOTCH 2-4在絨毛間質(zhì)Hofbauer細(xì)胞上的表達(dá)及配體在內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá)，臨近的內(nèi)皮細(xì)胞通過與Hofbauer細(xì)胞接觸，或可通過NOTCH信號通路來實現(xiàn)細(xì)胞之間的通信。DLL 4在NOTCH配體中屬于具有血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性的配體，DLL 4下調(diào)可以減少血管出芽長度，抑制血管生成，而在缺氧的環(huán)境中DLL-4水平則會被上調(diào)。在重度子癇前期患者中，合體滋養(yǎng)層細(xì)胞和臍動脈血管平滑肌細(xì)胞中DLL 4表達(dá)上調(diào)，此時或有助于促進(jìn)胎盤血管生成。有研究指出，PE患者表達(dá)較高水平的NOTCH受體（1-4）和配體DLL 4，而Jagged 1-2的NOTCH配體低得多[18]。另外NOTCH家族中的DLL 1、Jagged 1、NOTCH 1同樣在三級絨毛內(nèi)皮細(xì)胞中有所表達(dá)，或許也可以從側(cè)面反映NOTCH家族與胎盤血管發(fā)生有一定的相關(guān)性。部分PE患者胎盤中的NOTCH蛋白和VEGF表達(dá)下降，下調(diào)NOTCH蛋白或許可能會減少VEGF 的表達(dá)，從而影響滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲和血管生成，導(dǎo)致子癇前期等妊娠疾病。

2.2 NOTCH信號通路與滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤不足

滋養(yǎng)細(xì)胞信號傳導(dǎo)能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、遷移和侵襲能力，滋養(yǎng)細(xì)胞可通過促進(jìn)多重生長因子、粘附分子等對滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲浸潤能力進(jìn)行調(diào)節(jié)，影響胚胎的著床與發(fā)育，但滋養(yǎng)層細(xì)胞侵入子宮內(nèi)膜的過程容易受到多種因素影響，其中血管內(nèi)皮生長因子、內(nèi)皮生長因子、成纖維細(xì)胞生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶等均在滋養(yǎng)細(xì)胞分化、增生、遷移、侵入等環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用。目前普遍認(rèn)為妊娠早期滋養(yǎng)細(xì)胞對子宮內(nèi)膜侵入過淺、子宮螺旋動脈重鑄障礙、胎盤淺著床等是引起胎盤功能障礙的重要生理改變。現(xiàn)有的動物實驗已經(jīng)證實，NOTCH信號通路能夠影響小鼠胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤[19]。而國內(nèi)學(xué)者也在相關(guān)的臨床研究中證實缺氧會導(dǎo)致Jag 1表達(dá)減少，NOTCH信號激活減少[20]，這可能會在一定程度上造成滋養(yǎng)細(xì)胞分化障礙，降低滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲能力，可能會導(dǎo)致胎盤潛著床，胎盤進(jìn)而發(fā)生缺血缺氧，誘發(fā)子癇前期等疾病。

3 結(jié) 論

PE患者胎盤的主要病理表現(xiàn)為滋養(yǎng)細(xì)胞侵入內(nèi)膜過淺以及子宮螺旋小動脈生理性血管重塑障礙，因此滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤和小動脈血管重塑一直是NOTCH信號通路研究的重點(diǎn)方向。然而現(xiàn)階段關(guān)于NOTCH家族的表達(dá)以及在子癇前期中的作用機(jī)制研究仍然不夠深入，目前多數(shù)研究停留在胎盤組織中的表達(dá)研究，未對NOTCH信號通路的調(diào)控因子、上下游信號途徑等關(guān)鍵性問題進(jìn)行深入探討，相信隨著今后臨床研究的進(jìn)一步深入，我們也將更加清晰的了解子PE發(fā)病機(jī)制以及NOTCH信號通路在子癇前期發(fā)生和發(fā)展中的作用，從而為PE的診斷和治療提供可靠的依據(jù)，全面提升圍產(chǎn)期產(chǎn)婦及圍產(chǎn)兒的預(yù)后。