Elabela 在子癇前期中的研究進展

王麗靜，王富榮，孫嫻莉，李園美，董瑞峰

子癇前期是妊娠期特發(fā)性疾病，以妊娠20 周后出現(xiàn)的高血壓和蛋白尿為主要臨床表現(xiàn)，發(fā)生率約為2%～8%，可迅速發(fā)展為子癇，并導(dǎo)致多器官衰竭、子癇發(fā)作和圍生期死亡[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）統(tǒng)計，子癇前期在發(fā)展中國家更多見，最多會導(dǎo)致約25%的孕產(chǎn)婦死亡。在美國，20%的早產(chǎn)是由子癇前期造成的，而在中國，這一比例超過了35%。子癇前期可導(dǎo)致新生兒死亡、胎兒生長受限（fetal growth restriction，F(xiàn)GR）、胎兒窘迫和早產(chǎn)發(fā)生率增加，是孕產(chǎn)婦以及新生兒死亡的重要原因，已成為影響婦女健康的主要公共衛(wèi)生問題。近年來，雖然對子癇前期的研究有了很大進展，但子癇前期發(fā)生的原因和機制尚不明確，目前認為其發(fā)病機制包括血管內(nèi)皮細胞損傷、滋養(yǎng)細胞侵襲異常、全身炎癥反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)功能異常及遺傳等。目前尚無有效預(yù)測、診斷和治療子癇前期的方法，因此需要開發(fā)新的臨床診斷和治療方法，闡明子癇前期的發(fā)病機制，對子癇前期的預(yù)防、治療、降低孕產(chǎn)婦圍生期死亡率、改善預(yù)后以及提高圍生期醫(yī)學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

子癇前期可能是多因素改變引起的綜合征，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種生物因子參與子癇前期的發(fā)病，最成熟的生物標(biāo)志物是循環(huán)胎盤生長因子（placental growth factor，PlGF）和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等。Elabela 是一種新發(fā)現(xiàn)的肽類激素，是Apelin 受體（APJ，血管緊張素Ⅱ1 型受體相關(guān)蛋白）的第二配體。最初在小鼠胚胎干細胞（embryonic stem cell，ESC）中檢測到，其通過與APJ 結(jié)合在胚胎發(fā)育中發(fā)揮作用[2]。與Apelin 不同，Elabela 只在人類ESC、誘導(dǎo)成人多能干細胞、胎盤以及成人腎臟、心臟和前列腺組織中表達[3]。Elabela在胚胎及人類胎盤組織中高表達，已確定其在胚胎的形成中發(fā)揮關(guān)鍵作用，是否參與子癇前期的發(fā)病仍在研究、探索中?，F(xiàn)對Elabela 與子癇前期的關(guān)系進行綜述。

1 Elabela 的結(jié)構(gòu)及功能

Elabela 也稱Toddler、Apela，是一種新發(fā)現(xiàn)的APJ內(nèi)源性配體。既往認為Apelin 是APJ 的唯一內(nèi)源性配體，目前Elabela 已被認為是APJ 的第二配體。APJ可激活多種G 蛋白依賴性信號通路，包括促進細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）、蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）和p70 核糖體蛋白S6 激酶（p70S6K）磷酸化，抑制鈣動員以及環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）和一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）的活性，參與多種生理和病理過程。人類基因組學(xué)認為Elabela 位于第4 號染色體上，包含3 個外顯子，被翻譯成含有54 個氨基酸的肽，包括1 個分泌信號肽和1 個含有32 個氨基酸的成熟肽，Elabela-32 可以進一步被加工成更短的Elabela-11和Elabela-22，最短的Elabela-11 在所有脊椎動物中高度保守，提示Elabela-11 在脊椎動物中發(fā)揮重要生理功能[4]。Elabela 在成人的表達僅限于個別器官，包括腎臟和胎盤[5]，參與腎臟及胎盤源性疾病的發(fā)生。

成熟的Elabela 通過與APJ 結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)活性。Elabela-APJ 軸的激活可發(fā)揮廣泛的生理效應(yīng)，包括降壓、正性肌力作用、利尿、抗炎和抗心臟的纖維化等。Elabela-APJ 軸對于多種生物過程至關(guān)重要，可調(diào)節(jié)體液穩(wěn)態(tài)、心肌收縮力、血管舒張、血管生成、細胞分化、細胞凋亡和氧化應(yīng)激等[6]。Elabela-APJ 途徑在斑馬魚胚胎發(fā)育過程中促進原腸胚細胞遷移，參與調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)與胚胎發(fā)育。已證實Elabela 通過結(jié)合APJ 在大鼠心臟的發(fā)生和內(nèi)胚層的分化中發(fā)揮重要作用。Elabela 可保護人類ESC 免于凋亡和應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞死亡，并通過磷脂酰肌醇3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/AKT 途徑促進ESC 的存活和自我更新[7]。Elabela 在未分化的人類ESC 中高表達，在分化后的人類ESC 中表達迅速下降，提示Elabela 作為分泌肽在胚胎發(fā)育早期發(fā)揮重要作用。

2 Elabela 與子癇前期發(fā)病的關(guān)系

Elabela 是一種由胚胎和胎盤分泌的循環(huán)激素，在人類胎盤滋養(yǎng)細胞表達豐富。妊娠后血清中Elabela水平明顯升高，提示其在妊娠期發(fā)揮重要作用[8]。女性Elabela 基因突變后轉(zhuǎn)錄表達的Elabela 蛋白減少，導(dǎo)致子癇前期發(fā)生風(fēng)險增加[9]。研究表明，與正常孕婦相比，子癇前期孕婦血液循環(huán)中Elabela 水平明顯降低。Elabela 基因敲除小鼠表現(xiàn)出子癇前期的表現(xiàn)，包括蛋白尿、高血壓、腎小球內(nèi)皮細胞增生和子代低出生體質(zhì)量，外源輸注Elabela 蛋白可明顯改善小鼠高血壓、蛋白尿和子代體質(zhì)量，使小鼠子癇前期癥狀改善或消失，提示Elabela 參與小鼠子癇前期發(fā)病，并可能作為潛在的治療藥物[10]。Wang 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，子癇前期患者胎盤組織中Elabela 表達較正常妊娠者明顯降低，提示Elabela 參與人類子癇前期發(fā)病。Zhou 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與正常孕婦相比，晚發(fā)型子癇前期患者血液和尿液中Elabela 水平明顯降低，胎盤組織中Elabela 表達也明顯下降，這與循環(huán)和尿液中Elabela 水平的變化相匹配。推測胎盤中的Elabela 表達下調(diào)導(dǎo)致進入循環(huán)的Elabela 蛋白減少，這可能是晚發(fā)型子癇前期的病因。Li 等[13]發(fā)現(xiàn)Elabela 具有降壓和正性肌力作用，與之前研究的Elabela 在子癇前期中的作用一致。這些發(fā)現(xiàn)提示Elabela 可能作為一種新的臨床藥物，為子癇前期的預(yù)防和治療提供新的策略。

與既往研究結(jié)果不同，Panaitescu 等[8]的研究表明早發(fā)型子癇前期患者與正常孕婦（2 組患者孕周匹配）血漿Elabela 水平相似，晚發(fā)型子癇前期患者血漿Elabela 水平高于正常孕婦。Huang 等[14]發(fā)現(xiàn)妊娠晚期發(fā)展為子癇前期的孕婦在妊娠早、中、晚期血液中Elabela 水平均高于同期健康孕婦，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮該研究樣本量較小，有待擴大樣本繼續(xù)觀察。由于混雜因素的存在，目前較難正確解釋各研究結(jié)果不同的原因，未來可能需要在關(guān)注種族、試劑盒、測試環(huán)境、樣本選擇和處理等影響因素的基礎(chǔ)上進行深入研究。

3 Elabela 參與子癇前期發(fā)病的可能機制

3.1 影響胎盤滋養(yǎng)細胞侵襲任何胎盤功能障礙都可能導(dǎo)致妊娠并發(fā)癥，例如妊娠期高血壓、子癇前期和子癇等。胎盤功能障礙包括滋養(yǎng)細胞遷移和侵襲不足及子宮血管重塑不良。胎盤形成過程中發(fā)揮主要作用的是高度侵襲性的胎盤細胞，稱為絨毛外滋養(yǎng)細胞。這些細胞源自絨毛細胞滋養(yǎng)細胞，其從增生型轉(zhuǎn)變?yōu)榍忠u型，通過滲入蛻膜和子宮肌層負責(zé)母體螺旋動脈的重塑，建立母親和胎兒之間的連接。

多種因子通過影響滋養(yǎng)細胞侵襲參與子癇前期的發(fā)病。目前采用Transwell 法來評估Elabela 對人類滋養(yǎng)細胞侵襲的影響。在絨毛膜癌JAR 細胞中發(fā)現(xiàn)，Elabela 能夠增加滋養(yǎng)細胞的侵襲能力。對絨毛外滋養(yǎng)層細胞系HTR-8/SVneo 細胞研究發(fā)現(xiàn)，Elabela 在調(diào)節(jié)人絨毛外滋養(yǎng)層細胞從增生型到侵襲型表型分化中發(fā)揮重要作用，可分化為更具侵襲性的表型，增強絨毛外滋養(yǎng)層細胞的侵襲性；接受Elabela治療后，增殖的絨毛外滋養(yǎng)層細胞的侵襲性明顯提高，提示外源性Elabela 能夠增加HTR-8/SVneo 細胞的侵襲能力，促進胎盤形成[12，15]。有研究發(fā)現(xiàn)敲低HTR-8/SVneo 細胞中Elabela 表達，滋養(yǎng)細胞的侵襲能力明顯下降且侵襲相關(guān)蛋白表達明顯降低，提示Elabela 可能通過影響滋養(yǎng)細胞侵襲參與子癇前期發(fā)病[11]。

3.2 影響血管生成血液中Elabela 水平從妊娠早期到妊娠中期逐漸增加，直到分娩前一直保持高水平，對哺乳動物心臟和血管的正常發(fā)育具有重要作用。在胎盤中Elabela 主要表達在絨毛的細胞滋養(yǎng)層和合體滋養(yǎng)層，Elabela 表達缺失可損害內(nèi)皮細胞中的APJ 信號，導(dǎo)致細胞增殖減少、凋亡增加，延遲合體滋養(yǎng)細胞的分化，表現(xiàn)為胎盤缺氧、炎癥、胎盤迷路變薄和血管生成障礙[8]。Elabela 對斑馬魚胚胎血管生成起重要作用[16]。為了形成第一條血管，成血管細胞需要移向中線并合并下方的脊索，Elabela 在胚胎血管形成中參與血管的定位，對于內(nèi)皮細胞和成血管細胞轉(zhuǎn)移至未來血管形成的位置起到關(guān)鍵作用[17]。Liu 等[5]也發(fā)現(xiàn)Elabela-APJ 信號通路受體及配體可引導(dǎo)成血管細胞到中線，在血管生成中發(fā)揮重要作用。動物缺乏APJ 或Elabela 表現(xiàn)為脈管系統(tǒng)缺損。Elabela-APJ 信號廣泛作用于胎兒和成人的心血管系統(tǒng)。該信號參與胎兒心臟和血管的發(fā)育，并調(diào)節(jié)成人的血管張力[18]，具體機制仍不清楚。

Elabela 激活A(yù)PJ 下游的傳導(dǎo)通路可促進血管生成，并增強血管舒張[19]。APJ 信號激活內(nèi)皮細胞中的PI3K/AKT 通路，誘導(dǎo)一氧化氮（NO）的產(chǎn)生，促進血管擴張和血管新生[5]。血管生成時促進血管生成相關(guān)基因上調(diào)，尖細胞擴展出絲狀偽足決定血管的延展方向，尾柄細胞增殖使新生血管生長和延長[20]，這兩種細胞都是新血管形成的重要驅(qū)動因素。當(dāng)Elabela 缺乏時引起尖細胞和尾柄細胞擴張，損害管腔生成和芽體延長，對血管生成起消極作用。Elabela表達的缺失破壞胎盤血管生成，導(dǎo)致胎盤的整體病理改變，小鼠表現(xiàn)為胎盤迷路變薄，血管化降低。也有研究報道Elabela 缺乏可促進胚胎中內(nèi)皮細胞特異性分子1（endothelial cell-specific molecule 1，Esm1）基因表達，進而導(dǎo)致血管生成缺陷[21]。

3.3 影響母體胎盤灌注不足及相關(guān)的缺血/再灌注（I/R）損傷刺激胎盤釋放可溶性抗血管生成因子，例如可溶性血管內(nèi)皮生長因子受體1（soluble fmslike tyrosine kinase-1，sFlt-1）和可溶性內(nèi)皮糖蛋白（soluble endoglin，sEng），通過NO 和內(nèi)皮素1 依賴性途徑引起廣泛的母體血管內(nèi)皮功能障礙及血管收縮[22]。Ho 等[23]發(fā)現(xiàn)懷孕小鼠敲除Elabela 后會出現(xiàn)子癇前期的表現(xiàn)，如高血壓、腎小球內(nèi)皮病變及蛋白尿等，提示Elabela 與母體心血管系統(tǒng)及腎臟損傷有關(guān)。

Elabela 在心臟的內(nèi)皮細胞和血管中大量表達，動物研究表明Elabela 可通過激活心臟組織中的ERK誘導(dǎo)冠狀血管舒張，增加心臟收縮力、射血分數(shù)和心輸出量，降低血壓，但其機制與蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）激活無關(guān)[24]。Elabela 還可通過下調(diào)心臟中血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）的表達來改善心臟功能[25]。小鼠中Elabela 敲除導(dǎo)致內(nèi)皮損傷和收縮壓升高，外源性輸注Elabela可降低小鼠的血壓并增加心肌收縮力和心輸出量，提示Elabela 可有效降低血壓，保護心臟[26]。

除了對心血管的保護作用，據(jù)報道Elabela 還對腎功能衰竭具有一定的防護作用，其可保護腎臟中的細胞結(jié)構(gòu)[27]。子癇前期患者血清Elabela 水平與蛋白尿的嚴重程度呈負相關(guān)，敲除懷孕小鼠Elabela 后發(fā)現(xiàn)腎小球腫脹，毛細血管阻塞，在內(nèi)皮細胞上有蛋白質(zhì)和泡狀沉積[23]，提示腎臟的損傷與Elabela 有關(guān)。

4 結(jié)語與展望

Elabela 在子癇前期的發(fā)生及發(fā)展中發(fā)揮重要作用，可能通過影響滋養(yǎng)細胞侵襲、胎盤血管形成、母體心臟和腎臟參與子癇前期的發(fā)病。目前尚不清楚子癇前期癥狀的發(fā)展主要是由于胎盤缺陷或母體血管功能障礙還是兩者共同作用導(dǎo)致。Elabela 缺乏的小鼠表現(xiàn)出子癇前期的所有特征，子癇前期患者Elabela表達明顯降低，需要進一步的研究明確其能否作為標(biāo)志物進行子癇前期的早期預(yù)測和診斷。Elabela 調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層分化、侵襲和胎盤血管生成的機制尚不清楚，其除APJ 外可能還有第二受體，該受體也可能介導(dǎo)Elabela 在胎盤中的特異性抗子癇前期功能。

雖然Elabela 在人類子癇前期中作用的研究還未達到實質(zhì)性的突破，但動物實驗已發(fā)現(xiàn)外源性輸注Elabela 能顯著緩解小鼠子癇前期的癥狀。針對Elabela-APJ 軸的特定藥物的開發(fā)可能為子癇前期的治療提供潛在途徑。眾所周知，小肽激素如Elabela 可以被蛋白酶裂解并快速降解，如何研發(fā)不被降解的Elabela 有待未來進一步研究。