維生素D與妊娠期高血壓疾病的相關(guān)性研究進(jìn)展

張靜 韓雪 孫敬霞

妊娠期高血壓疾病(hypertensive disorder complicating pregnancy，HDP)是孕婦在妊娠期所患的一種特有疾病，妊娠期間病情緩急不同，可呈現(xiàn)進(jìn)展性變化并可迅速惡化。從妊娠20周后首次出現(xiàn)的尿蛋白檢測(cè)陰性的單純高血壓，進(jìn)而在高血壓基礎(chǔ)上發(fā)生了器官系統(tǒng)的累及和損害，出現(xiàn)蛋白尿，或不伴有蛋白尿的心、肺、肝、腎等重要器官系統(tǒng)的損傷，血壓和(或)尿蛋白水平持續(xù)升高，發(fā)生母體器官功能受損或胎盤-胎兒并發(fā)癥是子癇前期病情向重度發(fā)展的表現(xiàn)，甚至發(fā)生子癇抽搐[1]。HDP包括妊娠期高血壓、子癇前期、子癇及慢性高血壓并發(fā)子癇前期和慢性高血壓合并妊娠。HDP嚴(yán)重危害母嬰的健康，同時(shí)也是導(dǎo)致我國(guó)孕產(chǎn)婦和圍生兒死亡的最重要原因之一。維生素D是一種脂溶性維生素，它不僅影響鈣磷代謝，還具有廣泛的生理作用，是維持人體健康、細(xì)胞生長(zhǎng)和分化不可缺少的物質(zhì)，血清維生素D還參與妊娠期高血壓疾病、妊娠期糖尿病、早產(chǎn)等妊娠并發(fā)癥發(fā)生及發(fā)展。流行病學(xué)資料表明，許多孕婦維生素D水平不足，尤其是妊娠期高血壓，子癇前期患者妊娠晚期血清1,25(OH)2D3水平下降，胎盤維生素D受體低表達(dá)[2]。維生素D抵抗對(duì)機(jī)體也有許多方面的影響，正如維生素D依賴性佝僂病患者存在維生素D抵抗那樣，妊娠期高血壓，子癇前期患者也有可能存在維生素D抵抗[3]。本文將對(duì)維生素D、維生素D受體、維生素D抵抗及其與HDP相關(guān)性進(jìn)行綜述。

一、維生素D和維生素D受體

維生素D作為一種脂溶性類固醇激素，有兩種形式：維生素D3(膽鈣化醇)和維生素D2(麥角鈣化醇)，二者具有非常相似的結(jié)構(gòu)。維生素D3提供了人體循環(huán)中95%的維生素D水平[4]。膳食來源的維生素D占循環(huán)水平的20%，來自陽光的紫外線通過將7-脫氫膽固醇生物轉(zhuǎn)化成維生素D3前驅(qū)物，從而在皮膚中引發(fā)維生素D的生物合成。在皮膚中合成或攝取的維生素D(D2或D3)可以儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中，然后從脂肪細(xì)胞中釋放出來。兩種形式的維生素D若具有生物活性必須在肝臟內(nèi)經(jīng)過25-羥化酶(CYP2R1)轉(zhuǎn)化為骨化二醇[25(OH)D]，然后再與循環(huán)中的維生素D結(jié)合蛋白(vitamin D-binding protein,DBP)結(jié)合，在腎臟內(nèi)經(jīng)過1-α羥化酶(CYP27B1)的再次羥基化成為骨化三醇[1,25(OH)2D][5]。1-α羥化酶主要在腎臟中表達(dá)，但也可以在包括胎盤在內(nèi)的不同組織中發(fā)現(xiàn)[6]。1,25(OH)2D3是維生素D的生物活性形式，通過與維生素D受體(vitamin D receptor，VDR)結(jié)合發(fā)揮作用。1,25(OH)2D和25(OH)D都被CYP24A1(24-羥化酶線粒體細(xì)胞色素p450酶)滅活。該羥化酶將兩種底物轉(zhuǎn)化為無活性終產(chǎn)物，包括1,24,25-三羥基維生素D和24,25-二羥基維生素D[7]，作為防止維生素D中毒的保護(hù)機(jī)制。由于CYP24A1轉(zhuǎn)錄由1,25(OH)2D[8]誘導(dǎo)，所以1,25(OH)2D在1,25(OH)2D水平上提供負(fù)反饋調(diào)節(jié)(見圖1)。

維生素D對(duì)大多數(shù)靶細(xì)胞的作用有限，其生物活性通常與游離維生素D濃度相關(guān)。維生素D的生物活性通過兩個(gè)途徑發(fā)生，一個(gè)是緩慢的基因組響應(yīng)，一個(gè)是快速的非基因組響應(yīng)[9]。兩者都涉及1,25(OH)2D與VDR的結(jié)合，VDR是類固醇激素的核受體超家族的成員[10]。在基因組響應(yīng)途徑中，配體結(jié)合VDR然后結(jié)合配偶體受體(通常為類視黃醇X受體(retinoid X receptor，RXR))，并且異二聚體通過以高親和力結(jié)合維生素D靶基因啟動(dòng)子區(qū)域中的維生素D應(yīng)答元件(vitamin D responsive element，VDRE)來調(diào)節(jié)維生素D靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣平衡、細(xì)胞分化和增值[6,10]。VDR含有兩個(gè)球狀結(jié)構(gòu)域，DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-binding domain，DBD)和配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(ligand-binding domain，LBD)[11]。DBD有兩個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)識(shí)別和綁定到VDRE。LBD以高親和力結(jié)合1,25(OH)2D，并參與二聚化和轉(zhuǎn)錄激活?；罨瘎┖鸵种埔蜃右灿绊慥DR分子作用[12](見圖2)。

圖1 維生素D的合成與分解

圖2 1,25(OH)2D與VDR的結(jié)合 (顯性負(fù)效維生素D反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(VDRE-BP); 細(xì)胞內(nèi)維生素D結(jié)合蛋白(IDBP))

二、維生素D抵抗

維生素D抵抗是指機(jī)體對(duì)正常甚至大劑量維生素D或1,25(OH)2D的低反應(yīng)或無反應(yīng)現(xiàn)象[3]。有研究發(fā)現(xiàn)在沒有同源核受體異常表達(dá)發(fā)生類固醇激素抵抗的靈長(zhǎng)類動(dòng)物體中，異源核核糖核蛋白(hnRNP)水平升高,其作為激素反應(yīng)元件結(jié)合蛋白并減弱靶基因反式激活[13]。hnRNP作為細(xì)胞內(nèi)維生素D和雌激素作用的雌激素調(diào)控蛋白，被稱為“維生素D或雌激素反應(yīng)元件結(jié)合蛋白”的蛋白質(zhì)，表現(xiàn)為強(qiáng)有力的順行性、轉(zhuǎn)化調(diào)控因子，抑制類固醇受體與DNA反應(yīng)元素的結(jié)合，并負(fù)責(zé)維生素D和雌激素抵抗。hnRNP是普遍表達(dá)的核DNA和(hn)RNA結(jié)合蛋白，具有廣泛的細(xì)胞功能[14]。hnRNP是含有20種蛋白質(zhì)的家族，它們?cè)诩?xì)胞核中大量存在，并與蛋白質(zhì)結(jié)合形成hnRNP顆粒。hnRNP家族成員和大量伴隨的同種型用于介導(dǎo)前體mRNA的加工和mRNA剪接，包裝，出口和穩(wěn)定。在脊椎動(dòng)物中，hnRNPC屬于hnRNP的亞科，作為40S hnRNP顆粒的主要成分，編碼至少兩種不同種型(C1和C2)。hnRNP的組成型過度表達(dá)，與正常功能的VDR-類視黃醇X受體(vitamin D receptor-retinoid X receptor，RXR)二聚體競(jìng)爭(zhēng)VDRE結(jié)合，引起的激素抵抗。過表達(dá)的hnRNP樣顯性負(fù)性作用激素反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(REBiPs)是導(dǎo)致對(duì)維生素D受體抵抗的形式。有研究證明了REBiP通過CYP24A1基因啟動(dòng)子中天然存在的VDRE對(duì)1,25-二羥基維生素D(1,25(OH)2D)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄發(fā)揮顯性負(fù)效應(yīng)能力[15]。

三、維生素D與妊娠期高血壓疾病

1. 維生素D與妊娠

胎兒母體界面的人蛻膜細(xì)胞通過1α-羥化酶(CYP72B1)合成活性1,25(OH)2D[16]，1,25(OH)2D誘導(dǎo)蛻膜化，這是植入的關(guān)鍵。負(fù)責(zé)侵襲子宮壁胎兒植入的合胞體滋養(yǎng)層除了表達(dá)VDR，DBP，25-羥化酶和24-羥化酶以外，還能夠表達(dá)活性CYP27B1。已有研究證明這些蛋白質(zhì)的代謝穩(wěn)態(tài)在子癇前期的胎盤組織中有顯著變化[17]。低鈣水平可能通過刺激甲狀旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)或腎素釋放而導(dǎo)致高血壓，導(dǎo)致血管平滑肌中細(xì)胞內(nèi)鈣增加引起的血管收縮。鈣吸收與妊娠晚期的血清1,25(OH)2D濃度成正相關(guān)[18]。1,25(OH)2D的高濃度抑制血清PTH的合成和分泌，促進(jìn)鈣的活性腸吸收。有研究培養(yǎng)的原代人類合胞體滋養(yǎng)層和蛻膜細(xì)胞產(chǎn)生1,25(OH)2D，并將活性形式分泌到培養(yǎng)基中[19]。增加1,25(OH)2D水平可降低CYP27B1在原代人類滋養(yǎng)細(xì)胞和合胞體滋養(yǎng)層中的轉(zhuǎn)錄，但CYP24A1的轉(zhuǎn)錄增加[8]。

2. 孕期維生素D水平與妊娠期高血壓疾病

在妊娠期間，血清維生素D從妊娠前期開始上升，妊娠前三個(gè)月與非妊娠婦女相比，其濃度翻倍，分娩后恢復(fù)正常水平[2,6,20]。懷孕期間觀察到的維生素D水平的這種生理性上升可能與生成增加而不是減少清除有關(guān)[6]。匹茲堡研究協(xié)會(huì)的研究人員觀察在孕早期，子癇前期的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)與25(OH)D水平之間是反相關(guān)關(guān)系：25(OH)D水平每降低50 nmol/L，子癇前期的風(fēng)險(xiǎn)增加一倍以上[21]。衛(wèi)生組織證明了與血壓正常的孕婦相比，子癇前期孕婦1,25(OH)2D3水平顯著降低?？v向研究表明，血壓正常的孕婦和孕晚期發(fā)生子癇前期的孕婦觀察到循環(huán)1,25(OH)2D3水平?jīng)]有明顯差異，然而，那些早期出現(xiàn)子癇前期的孕婦存在維生素D的不足或缺乏[22]。子癇前期患者維生素D水平降低的原因尚不清楚，子癇前期婦女維生素D缺乏，這可部分地通過顯著降低的胎盤CYP27B1表達(dá)來解釋，因此相對(duì)于正常胎盤在子癇前期胎盤中維生素D的合成降低[22]。此外VDR的拮抗劑可阻斷在CYP24A1水平上的1,25(OH)2D誘導(dǎo)的增加[23]，1,25(OH)2D減少，影響鈣的吸收，低鈣水平可能通過刺激甲狀旁腺激素(PTH)或腎素釋放而導(dǎo)致妊娠期高血壓疾病，導(dǎo)致血管平滑肌中細(xì)胞內(nèi)鈣增加引起的血管收縮。維生素D抵抗時(shí)，hnRNP過度表達(dá)，REBiP通過CYP24A1基因啟動(dòng)子中天然存在的VDRE對(duì)1,25(OH)2D誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄發(fā)揮顯性負(fù)效應(yīng)。導(dǎo)致了與1,25(OH)2D不足相同的效果，進(jìn)而引起低鈣，血管痙攣，血壓升高。所以維生素D抵抗可能是妊娠期高血壓，子癇前期發(fā)生的原因之一。

妊娠期高血壓疾病時(shí)由于子宮螺旋小動(dòng)脈重鑄不足導(dǎo)致胎盤灌流下降，加之伴有血管內(nèi)皮損害及胎盤血管急性動(dòng)脈粥樣硬化，使胎盤功能下降，出現(xiàn)胎兒生長(zhǎng)受限(fetal growth restriction，F(xiàn)GR)。研究證明胎盤維生素D含量以及胎盤VDR表達(dá)在人類FGR中降低，并且引起滋養(yǎng)層功能障礙[24]。因此，胎盤VDR表達(dá)降低可能會(huì)降低或限制母體/胎盤中維生素D在胎盤生長(zhǎng)調(diào)節(jié)中的有益作用[25]。體外研究已經(jīng)證明，胎盤維生素D及其受體VDR在維持正常細(xì)胞功能如增殖，遷移，分化和細(xì)胞凋亡中起關(guān)鍵作用。滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲減少，子宮小動(dòng)脈重塑不足，細(xì)胞滋養(yǎng)層增殖減少，細(xì)胞增殖細(xì)胞凋亡增加和融合[6]與胎盤功能不全相關(guān)，胎盤功能不全是FGR的關(guān)鍵特征。維生素D及維生素D受體促使了妊娠期高血壓并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。

總之，維生素D具有廣泛的生理作用，對(duì)機(jī)體的影響也是多方面的。維生素D、維生素D受體、維生素D抵抗和HDP關(guān)系密切。深入研究維生素D對(duì)妊娠期高血壓疾病的影響，探討抵抗的分子機(jī)制，進(jìn)一步闡明維生素D抵抗與妊娠期高血壓疾病的相關(guān)性，對(duì)妊娠期高血壓疾病認(rèn)識(shí)和治療開辟新途徑。