miRNA調控妊娠期滋養(yǎng)細胞凋亡的研究進展

邵露露，葛新瀅，高雪林，何榮霞*

（1蘭州大學第二臨床醫(yī)學院，蘭州 730000；2蘭州大學第二醫(yī)院產(chǎn)科，蘭州 730030）

在妊娠的過程中，胎盤最早形成，也是母胎交換的唯一器官，對妊娠期胚胎的發(fā)育和生長至關重要[1]。滋養(yǎng)細胞作為胎盤的重要組成細胞，與胎盤的形成及其功能密不可分。而滋養(yǎng)細胞的凋亡受多通路、多因素的影響，受細胞內多個因子的調控[2]。miRNA作為基因表達的主要調控因子，可以靶向誘導mRNA降解或抑制其翻譯，從而參與廣泛的細胞過程，在多種疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[3]。近來的研究發(fā)現(xiàn)， 多個miRNA可通過調控滋養(yǎng)細胞的凋亡參與妊娠期胎盤相關性疾病的發(fā)生。

1 microRNA（miRNA）

microRNA（miRNA）是一組由20~24個核苷酸組成的小型非編碼RNA。自1990年被發(fā)現(xiàn)以來，miRNA已經(jīng)被證實在細胞分化，增殖，凋亡，血管生成，甚至炎癥等多個生物學過程中發(fā)揮重要作用。它在細胞內主要通過結合靶mRNA的3’非翻譯區(qū)（3’UTR）抑制翻譯，降低mRNA穩(wěn)定性，由此抑制基因表達，在生長發(fā)育的各個階段發(fā)揮有效的生物學效應[3]。既往研究發(fā)現(xiàn)，miRNA可以參與滋養(yǎng)細胞侵襲、血管生成和炎癥免疫等多個過程，其作用機制也已得到廣泛研究[4,5]。近年來，對miRNA是否能夠調控滋養(yǎng)細胞凋亡的研究已成為熱點話題，多個miRNA已被證實可以滋養(yǎng)細胞的凋亡，并在某些疾病的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。

2 滋養(yǎng)細胞凋亡

凋亡又被稱作程序性死亡，是由體內外因素觸發(fā)細胞內預存的死亡程序而導致的細胞自然死亡過程。細胞凋亡典型的形態(tài)學改變是細胞核內發(fā)生染色質邊集、胞膜皺縮內陷、分割包裹形成凋亡小體[6]。細胞的程序性死亡是一個被嚴格調控的過程，該過程主要執(zhí)行者是胱天蛋白酶（caspase）家族，根據(jù)其在凋亡級聯(lián)中所處的位置，可分為啟動子胱天蛋白酶（caspase 8、9、10）和效應子胱天蛋白酶（caspase 3、6和7），主要通過裂解許多重要的細胞蛋白，使細胞發(fā)生凋亡[7]；此外，細胞凋亡也受Bcl-2蛋白家族的調節(jié)，該家族主要由促凋亡的Bax、Bak、Bad和抗凋亡的Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-w組成，主要通過調節(jié)線粒體膜的通透性來調節(jié)細胞活性，進而在細胞的凋亡過程中起重要作用[8]。

在胚胎發(fā)育早期，滋養(yǎng)細胞可以分化為兩種表型的細胞，即絨毛滋養(yǎng)細胞和絨毛外滋養(yǎng)細胞。絨毛滋養(yǎng)細胞主要參與營養(yǎng)物質和代謝產(chǎn)物的轉運；絨毛外滋養(yǎng)細胞具有侵襲能力，可以向子宮間質和螺旋動脈腔內呈侵襲生長，參與母體螺旋動脈的重塑[9]。因此，老化的滋養(yǎng)細胞發(fā)生凋亡被選擇性除去，新生滋養(yǎng)細胞替代其功能是保證胎盤正常發(fā)育前提，而正常的胎盤發(fā)育才能保證胎盤血供，保證胎兒發(fā)育所需的足夠氧氣和營養(yǎng)需求[10]。滋養(yǎng)細胞凋亡異常是多種胎盤相關性疾病發(fā)生的機制，其中，胎盤增生及植入的發(fā)生的機制之一是滋養(yǎng)細胞的凋亡被抑制[11]；而凋亡過度則會引起一系列胎盤障礙性疾病，如：子癇前期、胎兒宮內生長受限及復發(fā)性流產(chǎn)等，從而導致不良的妊娠結局[2,12,13]。滋養(yǎng)細胞的凋亡通路主要包括內源性（線粒體）途徑和外源性途徑，各通路也可相互作用[2]。

3 滋養(yǎng)細胞凋亡的內源性調控機制

線粒體是細胞必需的細胞器，被稱為“細胞動力站”，它在細胞內源性凋亡途徑中發(fā)揮著十分重要的作用。在該途徑中起作用的主要為線粒體外膜，其受到多種細胞內凋亡信號的刺激后，通透性發(fā)生改變，使細胞色素c被釋放[7]，細胞色素c與凋亡性蛋白酶激活因子1（Apaf-1）形成凋亡小體，凋亡小體再與pro-cacpase 9結合，將其裂解為cacpase9，從而激活效應子caspases3、6和7，效應子caspase可以激活與DNA和結構蛋白降解相關的酶使細胞發(fā)生凋亡[14]。既往實驗已經(jīng)證實，一些miRNA可以直接調控線粒體的功能，影響細胞色素c的釋放，參與滋養(yǎng)細胞凋亡的調控，如miR-128a過表達可以使線粒體膜電位（δφm）和細胞內ATP水平降低、ROS水平增高使得線粒體損傷，細胞色素c釋放增加，最終效應型caspase的活性增加，滋養(yǎng)細胞發(fā)生過度凋亡[15]；另一個miRNA—miR195過表達時，氧化應激后的滋養(yǎng)細胞δφm和ATP的含量均降低，并且其靶基因黃素腺嘌呤二核苷酸依賴性氧化還原酶結構域蛋白1（FOXRED 1）和丙酮酸脫氫酶磷酸酶調節(jié)亞基蛋白（PDPR）表達下調，導致滋養(yǎng)細胞凋亡增加，但值得關注的是，在子癇前期胎盤中，miR-195表達水平相較于正常妊娠胎盤明顯降低，可能的原因是氧化應激誘導miR-195水平降低，隨后形成補償機制，以防御氧化應激時干擾的能量產(chǎn)生和細胞凋亡[16]。

內源性凋亡途徑也受Bcl-2家族的調控，最早的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-152在PE大鼠模型胎盤中高表達，用其模擬物轉染BeWo細胞系，可以使BeWo細胞凋亡率明顯增加，并且Bax水平升高，Bcl-2水平下降[17]。miR-let-7d也可以通過增加Bax，減少Bcl2的表達使人類胎盤滋養(yǎng)細胞TCs的凋亡增加[18]。而針對體外培養(yǎng)的HTR-8 / Svneo細胞系的實驗中，研究者們也發(fā)現(xiàn)miR-34a、miR-210均可以使細胞發(fā)生過度凋亡，并且和Bcl-2的表達呈負相關，為了進一步了解相關機制，他們通過雙熒光素和PCR去驗證當miRNA表達量發(fā)生變化時，Bcl-2mRNA的表達，證實了miR-210和miR-34a都是通過在轉錄水平上對Bcl-2的負調節(jié)，從而誘導細胞凋亡[19,20]。另外，miR-93還可通過靶向Bcl –w mRNA的3’-UTR來抑制Bcl-w的水平，參與滋養(yǎng)細胞凋亡的調控[21]。Bcl-2家族的另一個抗凋亡的成員Mcl1，也被證實可以受一些miRNA靶向調控，miR-125b可以抑制目標基因Mcl1mRNA的表達和翻譯，導致體外培養(yǎng)的滋養(yǎng)細胞凋亡增加[22]，和它同家族的miRNA-125a亦被證實可以靶向Mcl1調控滋養(yǎng)細胞的凋亡，在胎盤增生譜系疾病中，由于該miRNA表達下降，使得Mcl1上調，滋養(yǎng)細胞凋亡被抑制，植入部位中間滋養(yǎng)層（ISIT）細胞數(shù)量增加，基底板植入異常而無法從子宮壁脫離[11]；miR29家族的miR-29a/b/c同樣可以靶向Mcl1抑制植入部位中間滋養(yǎng)細胞的凋亡參與胎盤植入的發(fā)生[23]。

4 滋養(yǎng)細胞凋亡的外源性調控機制

外源性途徑又被稱為死亡受體凋亡途徑，其主要通過死亡配體與細胞膜表面上的相應死亡受體（Fas和TNF 1）靶向結合，促使形成誘導死亡的信號復合物（DISC），進而激活效應子caspase直接誘導細胞死亡[14]，或通過裂解Bcl-2家族成員Bid形成tBid，觸發(fā)細胞內在凋亡途徑[24]。miRNA也可參與外源性凋亡途徑，研究證實，在復發(fā)性流產(chǎn)患者蛻膜組織中表達水平升高的miR-184，可以通過靶向W1G1上調Fas的表達，使滋養(yǎng)細胞凋亡增加[25]。

5 滋養(yǎng)細胞凋亡的其他調控機制

X連鎖凋亡抑制劑（XIAP）是一種關鍵的凋亡調節(jié)劑，可靶向抑制多種caspase激活，同時保護細胞對抗Fas誘導的凋亡。據(jù)報道，miR-23a可直接靶向XIAP mRNA的3’-UTR ，抑制XIAP表達使得子癇前期患者滋養(yǎng)細胞凋亡增加[26]；miR-371a-5p亦被證實可以靶向調節(jié)滋養(yǎng)細胞XIAP-caspase-3的凋亡途徑，參與復發(fā)性流產(chǎn)的發(fā)生[27]。

此外，在胎盤相關性疾病中另外一些表達失調的miRNA，可能和滋養(yǎng)細胞凋亡調控有關，如在子癇前期胎盤組織中表達升高的miR-141[28]，研究已證實其可以通過pl3k/AKT通路調控肺癌、胰腺癌細胞的凋亡[29,30]，結合滋養(yǎng)細胞與腫瘤細胞相似的生物學特性，miR-141在內的這些miRNA是否也可以通過相關途徑調節(jié)滋養(yǎng)細胞的凋亡，這仍需進一步的證據(jù)。

6 結語與展望

研究認為，滋養(yǎng)細胞凋亡是一個嚴格調控的過程，凋亡調控異常可致多種胎盤相關性疾病的發(fā)生，miRNA可通過靶向調節(jié)凋亡通路中多個分子，在凋亡調控中發(fā)揮關鍵作用，故對其研究成為當下熱點。miRNA性質穩(wěn)定，具有早期分子標志物的潛力，且其可靶向調控細胞凋亡有望作為疾病的治療手段，這對產(chǎn)科疾病的預防、診斷和治療提供了新的思路，但對于其調控滋養(yǎng)細胞凋亡機制的研究仍處于起步階段，需要更進一步的驗證和探索。