肥胖影響子宮內(nèi)膜蛻膜化機制的研究進(jìn)展

王夢瑤，宮政，夏天，竇真，趙志梅

子宮內(nèi)膜蛻膜化是胚胎植入、胎盤形成以及維持妊娠的必要條件之一，狹義的子宮內(nèi)膜蛻膜化指子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞（endometrial stromal cell，ESC）轉(zhuǎn)化為特定的分泌性蛻膜細(xì)胞；而廣義的蛻膜化既包括ESC 增殖分化，又包含腺上皮分泌的增加、局部免疫細(xì)胞的聚集（以自然殺傷細(xì)胞為主），以及血管重塑、細(xì)胞外基質(zhì)改變等[1]。與其他哺乳動物相比，人子宮內(nèi)膜的蛻膜化不需要胚胎植入，是由排卵后孕激素水平的升高和局部環(huán)磷酸腺苷產(chǎn)量的增加所驅(qū)動的，自發(fā)性蛻膜化引起月經(jīng)來潮和子宮內(nèi)膜的周期性再生。子宮內(nèi)膜蛻膜化缺失或功能受損會破壞胚胎與母體的相互作用，并導(dǎo)致反復(fù)妊娠丟失，且與多種不良妊娠結(jié)局相關(guān)[2]。

肥胖是體內(nèi)脂肪積聚過多而呈現(xiàn)的一種狀態(tài)，臨床上常用體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）來界定肥胖。中國超重/肥胖醫(yī)學(xué)營養(yǎng)治療專家共識（2016年版）中將肥胖定義為BMI≥28 kg/m2。隨著社會發(fā)展與人們生活水平的提高，肥胖人群顯著增多，研究發(fā)現(xiàn)肥胖對健康有不同程度損害，與2型糖尿病、脂肪肝、高血壓、心肌梗死、中風(fēng)、癡呆、骨關(guān)節(jié)炎、阻塞性睡眠呼吸暫停和多種惡性腫瘤等疾病密切相關(guān)[3]。而且肥胖是子宮內(nèi)膜增生及息肉[4]、子宮內(nèi)膜癌[5]、多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）[6]和復(fù)發(fā)性流產(chǎn)[7]等多種生殖內(nèi)分泌疾病發(fā)病的危險因素。肥胖對妊娠結(jié)局具有負(fù)面影響，然而其具體機制不明，目前有多項研究發(fā)現(xiàn)肥胖與子宮內(nèi)膜蛻膜化受損具有密切的關(guān)系[8-10]?，F(xiàn)對肥胖與蛻膜化受損的相關(guān)機制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步探討肥胖與不良妊娠結(jié)局的相關(guān)性提供依據(jù)。

1 蛻膜化標(biāo)志因子受損

一旦蛻膜化進(jìn)程開始，ESC 就會分泌許多細(xì)胞因子，其中蛻膜催乳素（decidual prolactin，dPRL）、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白1（insulin-like growth factor binding protein 1，IGFBP-1）等已被廣泛用來作為評價子宮內(nèi)膜蛻膜化的標(biāo)志因子。研究發(fā)現(xiàn)在棕櫚酸存在下培養(yǎng)的人類ESC 中，蛻膜標(biāo)志物PRL 和IGFBP-1 的mRNA 表達(dá)明顯降低，證實了飲食誘導(dǎo)的肥胖會損害ESC 蛻膜化[10]。胰島素/胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）軸和慢性低度炎癥被認(rèn)為是肥胖造成多種疾病的主要途徑。肥胖導(dǎo)致的高胰島素血癥可降低IGFBP-1、IGFBP-2 的合成，同時通過上調(diào)肝臟IGF-1 的合成來提高游離的IGF-1 的生物利用度[11]。有研究評估了肥胖型PCOS患者和體質(zhì)量正常的PCOS 患者在不同周期日內(nèi)子宮內(nèi)膜催乳素受體（prolactin receptor，PRLR）mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肥胖PCOS 婦女的PRLR mRNA 表達(dá)水平低于正常體質(zhì)量組[12]。

2 蛻膜化基因表達(dá)調(diào)控異常

蛻膜化的維持過程需要甾體激素、生長因子、細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等多種因子來調(diào)控。肥胖狀態(tài)下，瘦素水平升高，敏感性下降，對胰島素分泌抑制減弱，出現(xiàn)高胰島素血癥，同時促進(jìn)脂肪合成，抑制脂肪分解，產(chǎn)生脂代謝紊亂、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）等一系列代謝問題。肥胖可通過影響下列相關(guān)因子基因表達(dá)進(jìn)而引起蛻膜化受損。

2.1 孕激素及相關(guān)蛋白表達(dá)孕激素作為蛻膜化啟動和維持的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，主要通過孕激素受體（progesterone receptor，PR）誘導(dǎo)子宮基質(zhì)增生，介導(dǎo)形成子宮內(nèi)膜蛻膜化相關(guān)蛋白——骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（bonemorphogen protein 2，BMP2）和無翼型MMTV 集成站點家庭成員4（wingless-type MMTV integration site family member 4，WNT4），隨之啟動基質(zhì)蛻膜化[13]。研究通過構(gòu)建高脂肥胖小鼠模型，通過統(tǒng)計早孕小鼠蛻膜化關(guān)鍵時間點胚胎著床情況，觀察蛻膜細(xì)胞并檢測蛻膜化相關(guān)蛋白的表達(dá)，結(jié)果顯示肥胖小鼠子宮內(nèi)膜組織的脂質(zhì)代謝增強，BMP2、基質(zhì)金屬蛋白酶2 等表達(dá)顯著降低，從而促進(jìn)氧化磷酸化水平的升高和線粒體功能的損傷，進(jìn)而抑制小鼠子宮的蛻膜化過程[9]。

肥胖是發(fā)生IR 最常見的危險因素，研究發(fā)現(xiàn)高胰島素水平會顯著降低胚胎著床部位和子宮內(nèi)膜蛻膜標(biāo)志物PR、BMP2、雌激素受體的數(shù)量，且用胰島素處理后的小鼠ESC 和人類ESC 的人工蛻膜化誘導(dǎo)均受到損害[14]，并且高水平的胰島素會導(dǎo)致內(nèi)膜細(xì)胞產(chǎn)生自噬，影響蛻膜化過程中子宮內(nèi)膜血管的生成[15]。

2.2 胰島素受體底物 2（insulin receptor substrate，IRS2）表達(dá)IRS2 為蛻膜化過程中PR 直接調(diào)節(jié)的因子，在體外蛻膜化過程中，ESC 誘導(dǎo)了IRS2 表達(dá)，而IRS2 表達(dá)下調(diào)可導(dǎo)致蛻膜化過程減弱。IRS2 對于胰島素信號通路的表達(dá)及提高葡萄糖利用率至關(guān)重要，起到支持蛻膜化的作用，從而有利于妊娠[16]。有研究將100 只雄性SD 大鼠隨機分為2組，分別以普通飲食和高脂飲食喂養(yǎng)16 周，結(jié)果顯示高脂飲食喂養(yǎng)的肥胖小鼠在第12 周時IRS-1 和IRS-2 mRNA 的表達(dá)顯著降低，提示長期高脂飲食喂養(yǎng)會導(dǎo)致IR，干擾IRS 的表達(dá)和胰島素代謝[17]。

2.3 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）表達(dá)STAT3 家族廣泛存在于細(xì)胞質(zhì)中，其中STAT3 是ESC 蛻膜化過程中的重要調(diào)節(jié)因子。細(xì)胞因子信號抑制物（suppressor of cytokine signaling，SOCS）是JAK/STAT 通路的關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子。研究發(fā)現(xiàn)SOCS3過度表達(dá)，減弱了pSTAT3 的表達(dá)，使蛻膜化過程受損[18]。產(chǎn)后早期營養(yǎng)過剩（early overnutrition，EO）是子代成年后肥胖和代謝綜合征的危險因素。有研究通過誘導(dǎo)EO 小鼠模型探討停止母乳喂養(yǎng)后和成年后的身體成分、內(nèi)分泌水平和瘦素信號傳導(dǎo)途徑的變化，結(jié)果顯示EO 會導(dǎo)致子代肥胖、成年后脂代謝異常以及中央瘦素抵抗，且STAT3 和激活的酪氨酸激酶JAK2 表達(dá)降低，SOCS3 表達(dá)升高，可能導(dǎo)致蛻膜化受損[19]。

2.4 Wnt 蛋白信號表達(dá)β-連環(huán)蛋白依賴性途徑也稱為Wnt/β-catenin 或經(jīng)典Wnt 信號通路，胞質(zhì)蛋白β-catenin 進(jìn)入細(xì)胞核以激活靶基因轉(zhuǎn)錄，Wnt 信號傳導(dǎo)對于蛻膜化來說是必不可少的，β-catenin 在細(xì)胞質(zhì)中的較強表達(dá)與Wnt4 驅(qū)動的蛻膜化密切相關(guān)。Almario 等[20]研究發(fā)現(xiàn)Wnt5 與肥胖癥和IR 呈負(fù)相關(guān)，推測Wnt 信號和Wnt 抑制劑與脂肪形成、IR、胰腺功能和炎癥的調(diào)節(jié)有關(guān)。Gong 等[21]研究發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠Wnt/β-catenin 途徑中腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）的mRNA 水平降低，TNF-α是一種參與細(xì)胞分化和脂質(zhì)代謝調(diào)控的脂肪因子，TNF-α 的缺乏抑制了肥胖小鼠白色脂肪組織的Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)和脂肪因子的表達(dá)。

3 蛻膜免疫異常

圍種植期窗口及妊娠早期，大量免疫細(xì)胞從外周血進(jìn)入子宮內(nèi)膜，形成蛻膜免疫細(xì)胞，包括自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）、巨噬細(xì)胞及T 淋巴細(xì)胞等。

3.1 子宮自然殺傷（uterine natural killer cell，uNK）細(xì)胞NK 細(xì)胞是固有免疫的組成細(xì)胞之一，外周血與子宮內(nèi)膜、蛻膜中均含有NK 細(xì)胞，是妊娠早期最大的免疫細(xì)胞群。而蛻膜免疫細(xì)胞以uNK 數(shù)量最多，約占70%，其中90%表型為CD56+CD16-。在正常妊娠早期，uNK 細(xì)胞聚集出現(xiàn)于母胎界面，是維持妊娠的一個重要因素[22]。

uNK 細(xì)胞衍生的γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）是觸發(fā)妊娠誘導(dǎo)的螺旋動脈重塑過程中必不可少的，有助于維持胎盤的關(guān)鍵變化，在輔助蛻膜化和內(nèi)膜血管生成中發(fā)揮重要作用，同時可能參與調(diào)節(jié)ESC 增殖分化及促進(jìn)內(nèi)膜-蛻膜轉(zhuǎn)化。研究者用高脂飲食培養(yǎng)肥胖小鼠，發(fā)現(xiàn)懷孕后其uNK 細(xì)胞比例及活性顯著降低，導(dǎo)致IFN-γ 表達(dá)降低，造成胎盤血管發(fā)育受損[23]。Baltayeva 等[24]采用高脂/高糖飲食（high fat/high sugar diet，HFD）構(gòu)建肥胖小鼠模型，觀察母體肥胖對uNK 細(xì)胞組成和母胎界面建立的影響，結(jié)果顯示HFD 小鼠全身炎癥反應(yīng)加強，胚胎吸收率加快，導(dǎo)致表達(dá)uNK 細(xì)胞的天然細(xì)胞毒性受體-1 增加，影響uNK 細(xì)胞活性的表達(dá)。另有研究發(fā)現(xiàn)，從肥胖女性中分離的uNK 細(xì)胞改變了細(xì)胞外基質(zhì)重塑，并且與生長因子信號傳導(dǎo)相關(guān)的基因和途徑的表達(dá)也有所改變，嚴(yán)重?fù)p害內(nèi)膜蛻膜化及胎盤發(fā)育[25]。研究發(fā)現(xiàn)肥胖孕婦通過改變?nèi)祟惏准?xì)胞抗原C2 和TNF-α 釋放反應(yīng)，進(jìn)而改變了uNK 細(xì)胞的活性，表現(xiàn)出更強的uNK 細(xì)胞激活傾向，從而影響子宮內(nèi)膜血管生成與重塑[26]。

3.2 巨噬細(xì)胞肥胖會導(dǎo)致脂肪組織中促炎性巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，巨噬細(xì)胞占所有脂肪組織細(xì)胞的50%，導(dǎo)致全身的炎癥反應(yīng)。而巨噬細(xì)胞是蛻膜中主要和穩(wěn)定的白細(xì)胞群體，除了作為蛻膜中主要抗原提呈細(xì)胞外，還積極參與妊娠早期滋養(yǎng)細(xì)胞組織的侵襲和血管重塑，這些細(xì)胞在妊娠的不同階段具有不同的表型[27]。根據(jù)其功能和表型的不同，可分為促炎M1型和抗炎M2型。M1型巨噬細(xì)胞是由脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）激活，由IFN-γ 和TNF-α等炎性因子誘導(dǎo)的，具有較強的促炎及抗原提呈能力，參與正向免疫應(yīng)答，并在Th1型免疫應(yīng)答中起重要作用；M2型巨噬細(xì)胞與母體對胎兒的耐受性有關(guān)，并通過產(chǎn)生抗炎性因子來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。在胚胎種植期，母胎界面巨噬細(xì)胞以M1型激活為主；滋養(yǎng)細(xì)胞侵入到肌層時，為M1、M2型共同調(diào)節(jié)；胎盤-胚胎血液供應(yīng)系統(tǒng)建立完整直至臨產(chǎn)期，以M2型激活為主。

Kim 等[28]研究發(fā)現(xiàn)與正常體質(zhì)量的妊娠患者相比，肥胖患者妊娠后期胎盤巨噬細(xì)胞激活增加，促炎性細(xì)胞因子基因表達(dá)升高，造成胎盤炎癥反應(yīng)狀態(tài)發(fā)生了變化。Challier 等[29]對20 例肥胖女性（孕前BMI＞30 kg/m2）和15 例偏瘦女性的胎盤巨噬細(xì)胞和母體外周血單核細(xì)胞進(jìn)行功能和表型分析，結(jié)果顯示，與偏瘦女性相比，肥胖女性胎盤中的巨噬細(xì)胞群具有明顯的表型異質(zhì)性，胎盤中的白細(xì)胞介素1（interleukin-1，IL-1）、TNF-α 和IL-6 等促炎因子的表達(dá)增加，且常駐細(xì)胞CD68+和CD14+細(xì)胞數(shù)量增加了2～3 倍，證明妊娠前肥胖導(dǎo)致的慢性炎癥狀態(tài)正在向子宮內(nèi)蔓延，胎盤內(nèi)聚集了異質(zhì)性巨噬細(xì)胞和促炎介質(zhì)。然而Laskewitz 等[30]對無并發(fā)癥足月分娩孕婦的胎盤組織進(jìn)行研究，從BMI＜25 kg/m2和BMI＞30 kg/m2的孕婦基底蛻膜和頂葉蛻膜中分離出巨噬細(xì)胞，進(jìn)行定性和定量檢測，結(jié)果顯示BMI＞30 kg/m2的孕婦M1型巨噬細(xì)胞水平明顯低于BMI＜25 kg/m2孕婦，推測肥胖孕婦這些較低水平的M1 巨噬細(xì)胞可能是炎性狀態(tài)加重的補償機制，進(jìn)而確保健康妊娠，但尚需要進(jìn)一步研究證明。

4 結(jié)語

子宮內(nèi)膜蛻膜化是激素、細(xì)胞和分子信號之間相互作用的精密且復(fù)雜的過程，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)肥胖與子宮內(nèi)膜蛻膜化受損相關(guān)，肥胖導(dǎo)致蛻膜化過程中多種因子及信號通路異常以及蛻膜免疫細(xì)胞的異常，造成了蛻膜化受損。肥胖對蛻膜化的影響成為改善肥胖型女性妊娠結(jié)局的突破點，應(yīng)進(jìn)一步開展相關(guān)研究，指導(dǎo)肥胖女性的健康管理，為診治反復(fù)妊娠丟失的肥胖患者提供新思路。