子宮內膜容受性評估以及相關因子的作用

厲免免

摘要：正常的胚胎植入需要合適的子宮內膜條件，作為胚胎著床的關鍵因素之一，子宮內膜容受性一直廣受關注，關于內膜容受性的檢測，可以依靠超聲診斷子宮內膜形態(tài)觀察吞飲泡的狀態(tài)，也可以通過檢測一些與內膜容受性相關基因的表達水平來反映內膜容受性，比較熱點的基因包括VEGF、LIF、HB-EGF、TGF-β等，此外還有一些在機體內發(fā)揮重要功能的非編碼小RNA，主要是 miRNA等。探索這些因子在內膜容受性中的作用及機制，有利于為子宮內膜容受性評估提供新靶標，從而為臨床上提高輔助生殖技術的成功率提供新策略。本文綜述了與子宮內膜容受性評估有關的一些因子，并對這些因子的作用機制做了綜述。

關鍵詞：子宮內膜容受性;內膜修復相關因子;輔助生殖技術;VEGF;

【中圖分類號】R271.1 【文獻標識碼】A?【文章編號】1673-9026（2020）12-229-04

子宮內膜容受性對于胚胎成功著床至關重要。臨床上一般采取超聲檢查厚度、容積以及血流情況進行評估，除此之外，電鏡觀察吞飲泡的數(shù)量及形態(tài)，也可以準確地評估內膜容受性。研究發(fā)現(xiàn)，很多基因的表達水平與內膜容受性密切相關，如LIF、HB-EGF、MMP-9等等，甚至于可以將這些基因的表達看作內膜容受性的標志，檢測這些基因在植入窗的表達量將更好的評估子宮內膜的狀態(tài)，為臨床上輔助生殖技術領域里選擇合適的胚胎植入時間點提供新思路。

一、子宮內膜容受性評估

1. 子宮內膜容受性

子宮內膜容受性（endometrial receptivity），簡稱ER，是指子宮內膜允許囊胚定位、黏附、侵入并最終使之植入著床的能力，一般發(fā)生在黃體中期，即排卵后第7～9 天，此階段也稱“種植窗口期”[1]。子宮內膜只有在窗口期才擁有容納胚泡的能力，并逐步完成定位、黏附、著床等過程[2]。胚胎與子宮內膜之間存在一個復雜的信號傳導網(wǎng)絡，介導“母胎對話”，參與該發(fā)育網(wǎng)絡的包括一些調控基因、蛋白分子、蛋白酶和細胞因子等，通過這一傳導通路，共同誘導子宮內膜容受性轉化以及調控胚胎，并在胚胎植入后促進子宮內膜蛻膜化以及局部血管的形成以接受胚泡植入。

2. 子宮內膜容受性評估手段

2.1吞飲泡 吞飲泡是著床期子宮內膜表面微絨毛融合成的膜狀突出物，因其具有胞飲功能而得名，其形態(tài)的變化根據(jù)掃描電鏡影像可分為發(fā)育中、發(fā)育完全、衰退三個階段，與胚胎成功種植密切相關。近年來觀察吞飲泡的形態(tài)已經(jīng)成為一種無創(chuàng)的檢查方式受到生殖學家的關注。有研究表明，吞飲泡的出現(xiàn)需要的激素條件與子宮內膜容受性需要的激素條件具有很強的關聯(lián)性，人們也普遍認同吞飲泡可以作為子宮內膜容受性和植入窗口的良好標記物[3]。大量體外研究發(fā)現(xiàn)，吞飲泡的數(shù)量和形態(tài)與植入結果密切相關，囊胚的附著多發(fā)生在吞飲泡的表達部位，推測吞飲泡的結構中可能具有胚胎植入過程所需的一些粘附分子的受體[4]。電鏡掃描已經(jīng)證明，吞飲泡含有向管腔延伸的分泌液泡，這些液泡中的物質可以為胚胎提供營養(yǎng)，并使其附著在子宮內膜上[5]。通常，在具有正常周期和生育能力的婦女中，吞飲泡豐富且發(fā)育良好，而在患有子宮內膜異位癥等疾病的婦女中，吞飲泡很少且發(fā)育不良，完全發(fā)育的吞飲泡的存在往往提示子宮內膜已準備好植入，此時的吞飲泡在囊胚的附著和光滑表面之間的黏附具有很強的作用優(yōu)勢，對于內膜容受性的評估十分重要。

2.2 超聲評估多普勒超聲是判定子宮內膜容受性的關鍵手段，在臨床上應用十分廣泛。不僅無創(chuàng)、可重復，并且操作簡便，便于動態(tài)觀察，能夠精確地測定子宮內膜的各項生理指標。超聲學主要從解剖學和生理學兩個方面評估子宮內膜容受性，解剖學指標包括內膜的厚度、容積以及類型，生理學指標包括子宮動脈血流、內膜等。也有人認為，內膜類型、內膜厚度和舒張期末血流聯(lián)合是預測子宮內膜容受性最有效的綜合指標[6]。子宮內膜厚度在月經(jīng)周期中會表現(xiàn)出一定的變化特性，利用多普勒超聲觀察內膜厚度的周期性變化能夠有效地反映其功能的改變。通常在超聲下測量子宮縱切面內膜的最大垂直距離，即子宮體中央縱軸平面上內膜和肌層間反射界面的最大距離作為子宮內膜厚度[7]。子宮內膜的厚度處于動態(tài)變化中，主要受雌激素水平、測量時間、年齡等因素的影響[8]。三維超聲下，從子宮內膜宮底部到宮頸內口間的子宮肌層以及內膜交界處的區(qū)域內采取勾邊測算，測算結果即為子宮內膜容積。大部分研究者認為三維超聲下子宮內膜容積測量值是預測子宮內膜容受性的客觀指標。子宮內膜類型也有多種分法，但總體上內膜類型在月經(jīng)周期中也會表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，并對應著功能的改變，是預估子宮內膜容受性的重要指標之一。在月經(jīng)周期中，子宮動脈和內膜的血流等在卵巢激素調解下表現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化：在雌激素影響下，子宮血管受到的阻力下降;排卵之后在孕激素作用下血流阻力再次下降。所以，分泌中晚期子宮動脈、螺旋動脈阻力指數(shù)要明顯小于卵泡發(fā)育以及成長期，且螺旋動脈比子宮動脈更容易受到卵巢激素的影響。因此，不同激素水平、不同超聲測量時間等都會對結論帶來一定的影響。內膜容受性的構建需要一個高效的內膜血流灌注，相同情況下，提高內膜血供可以更好的幫助胚胎植入，對受精卵的著床也是極為關鍵的。

二、子宮內膜容受性相關因子

1. 血管內皮生長因子VEGF

血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor ， VEGF），主要促進血管內皮細胞生長，加速細胞外基質血管內皮細胞遷移增殖和血管形成，還可以增強血管通透性，在低氧的環(huán)境下，可以促進新生毛細血管的形成[9]。有證據(jù)表明，在人類月經(jīng)周期中，子宮內膜的各個階段都存在VEGF的信使核糖核酸（messenger RNA ，mRNA）和蛋白質的表達，尤其在分泌后期和月經(jīng)期間[10]。在小鼠和恒河猴模型中，使用VEGF阻斷劑后，新生血管形成處于完全抑制狀態(tài)，子宮內膜修復也被延遲，但在修復后的動物子宮內膜中VEGF表達量明顯上調，可以觀察到單位面積子宮內膜新生血管數(shù)量顯著增加，這證實了VEGF對子宮內膜修復的重要作用[11]。缺氧誘導因子1（hypoxia -inducible factor ， HIF1）是第一個缺氧反應的轉錄因子，與血管生成密切相關[12]是一種異源二聚體，包含兩個亞基：缺氧誘導的HIF1α和組成性表達的HIF1β。也有研究發(fā)現(xiàn)，HIF1α在低氧條件下調節(jié)體外培養(yǎng)的人基質細胞中VEGF的表達[13]。低氧也可通過HIF1α在子宮內膜上皮細胞系和原代人子宮內膜間質細胞中增加VEGF的表達[14-15]。也有研究發(fā)現(xiàn)含硫氨基酸限制是促血管生成的觸發(fā)因素，促進VEGF表達增加，遷移和轉移，但在生殖系統(tǒng)尚未證實。[16]

2. 白血病抑制因子LIF：

白血病抑制因子（Leukemia inhibitory factor ， LIF）是白介素6（interleukin-6 ， IL-6）細胞因子家族中最具多效性的成員，LIF和IL-6是密切相關的細胞因子，兩者都通過共同的細胞因子受體gp130（Glycoprotein 130）發(fā)出信號。LIF與其受體LIFR（Leukemia inhibitory factor receptor）結合形成的信號活性復合物是一個三聚體[17]，它由LIF與LIFR以及gp130的一個分子結合[18]，通過一系列磷酸化過程，招募一些信號實體，調控后續(xù)基因的表達和轉錄。在小鼠和人類中， LIF受體存在于囊胚、子宮內膜和滋養(yǎng)層細胞上。有臨床資料顯示，受月經(jīng)周期中雌激素水平的升高的影響，LIF在胚泡形成時和胚泡植入之前的子宮內膜腺體中都有高表達[19]，但在已被證實為不孕不育的婦女中，子宮內膜LIF分泌水平在增殖晚期和分泌早期顯著降低，在極少數(shù)情況下，不孕不育婦女內膜組織中報告了LIF基因本身的突變，被認為改變了LIF與其受體的結合或改變了LIF的表達水平[20]。這表明LIF在內膜容受性轉化以及胚胎植入過程中扮演了極為重要的角色，可能被用于治療女性不孕癥或者LIF拮抗劑可能被用作避孕藥。

3. 轉化生長因子TGF-β

轉化生長因子β（Transforming growth factor β，TGF-β），具有多種生物學功能。多數(shù)情況下，TGF-β通過Smad蛋白發(fā)揮作用。在生殖系統(tǒng)方面，這一信號通路介導內膜纖維化以及內膜間質轉化（epithelial - mesenchymal transition ， EMT）等過程。 在實驗動物的內膜損傷模型中，內膜組織中有明顯的TGF-β、TGF-β受體和Smad的mRNA水平上調，而骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchyml stem cell ， BMSC）的治療可以明顯下調TGF-β和Smad2的mRNA表達，研究者推測BMSC可能通過調控TGF-β/Smad信號通路逆轉EMT，且已有研究證實TGF-β/Smad信號通路與子宮內膜纖維化密切相關?；蚯贸齋mad3（屬于受體活化型Smad）的子宮內膜上皮細胞可表現(xiàn)凋亡變慢，動物模型表現(xiàn)為內膜增厚，推測TGF-β極有可能通過Smad 通路參與子宮內膜容受性轉化以及EMT過程[21]。TGF-β在一定程度上可以促進內膜細胞的增殖有利于內膜的修復，但過度表達會造成內膜過度增厚甚至發(fā)生纖維化，降低子宮內膜對于胚胎的接受性發(fā)生不孕，同樣地，TGF-β受體的缺乏也會造成子宮功能缺陷繼發(fā)不孕。因此，一定水平的TGF-β的表達對于正常生育能力的維持和調節(jié)內膜對于胚胎的接受性十分重要。

4. 肝素結合性表皮生長因子HB-EGF與白介素 IL-1

肝素結合性表皮生長因子（heparin binding epidermal growth factor ，HB-EGF），屬于表皮生長因子家族，具有刺激細胞增殖和促進多種細胞分裂的能力。HB-EGF及其受體在人類生殖方面的作用主要在于調節(jié)子宮內膜的周期性變化[22]。母體HB-EGF缺乏可導致胚胎著床延遲，破壞子宮內膜和胚胎的同步發(fā)育，導致妊娠失敗[23]，從而影響輔助生殖技術中的妊娠結局。IL-1（interleukin-1）最先由Gray等人[24]于1972年從單個核細胞培養(yǎng)上清液中發(fā)現(xiàn)，可促進胸腺細胞增殖，故命名為淋巴細胞活化因子，后被命名為白介素1，IL-1是由兩種受體激動劑IL-1受體激動劑（IL-1α和IL-1β）和一種IL-1受體拮抗劑（IL-1Rα）組成的多肽。近年來，IL-1β在生殖活動中的作用受到越來越多的關注，并被認為與子宮內膜容受性有關[25]。

三、總結與展望

正常月經(jīng)周期、子宮內膜容受性的建立、胚胎植入等事件中的分子機制對生殖調控具有重要的參考價值，內膜容受性相關因子如VEGF、LIF、HB-egf、TGF-beta和IGF-1等調控胚胎著床、發(fā)育等生殖過程，對于這些因子的探索將有助于揭示子宮內膜容受性調控新機制。對子宮內膜容受性更深入更全面的探索將為生殖相關疾病的診斷和治療提供新的思路和理論依據(jù)。

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