腎素原受體調(diào)控妊娠及子癇前期發(fā)生的作用機(jī)制研究進(jìn)展

黨璇，方蘭蘭，孫瑩璞

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖與遺傳?？漆t(yī)院，鄭州 450052)

子癇前期(pre-eclampsia，PE)是妊娠期間特有的嚴(yán)重并發(fā)癥，全世界發(fā)生率約為3%～5%，其定義為妊娠20周后自發(fā)出現(xiàn)高血壓，且伴有以下任意1項：蛋白尿；其他系統(tǒng)受累，如心、肺、肝、腎等重要臟器受損；子宮-胎盤功能障礙。PE可能會導(dǎo)致自然流產(chǎn)、胎盤早剝、胎膜早破、胎兒生長受限和早產(chǎn)等并發(fā)癥。其發(fā)病機(jī)制尚不明確，目前學(xué)者認(rèn)為PE時胎盤螺旋動脈重塑導(dǎo)致胎盤血流灌注減少，氧化應(yīng)激增加，合體滋養(yǎng)層細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子、外泌體、抗血管生成因子、胎兒游離DNA等至母體血循環(huán)中，引起系統(tǒng)性的炎癥反應(yīng)以及PE的母體癥狀[1]。

腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system，RAS)在妊娠過程中起著調(diào)節(jié)血壓、水鹽平衡的作用，且影響著PE的發(fā)生發(fā)展。腎素原受體[(pro)renin receptor，PRR]能夠激活RAS或其他信號通路，對于維持妊娠時的血容量增加至關(guān)重要[2]。PRR及其剪切產(chǎn)物可溶性PRR(soluble PRR，sPRR)在PE患者體內(nèi)的表達(dá)顯著升高，可導(dǎo)致患者出現(xiàn)高血壓、蛋白尿等臨床表現(xiàn)[2-3]。近年來學(xué)者們開始關(guān)注PRR及sPRR能否作為PE的預(yù)測指標(biāo)，以便疾病及早發(fā)現(xiàn)并治療。因此，本文對PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的表達(dá)調(diào)控進(jìn)行綜述，為研究PRR及sPRR在PE中的作用提供參考。

一、PRR的生物學(xué)特性

1.PRR的結(jié)構(gòu)及亞型：Nguyen等[4]首次從人腎小球系膜細(xì)胞中克隆出PRR，也被稱為ATP酶氫離子轉(zhuǎn)運附屬蛋白2(ATPase H+transporting accessory protein 2，ATP6ap2)，由X染色體上的ATP6AP2基因編碼，是一種由350個氨基酸組成的單次跨膜受體，包括N端細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜蛋白和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。全長的PRR可以被膜結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子site-1蛋白酶(site-1 protease，S1P)、去整合素樣金屬蛋白酶19(a disintegrin and metallopeptidase domain 19，ADAM19)或弗林蛋白酶(furin)剪切形成2種產(chǎn)物——N端的細(xì)胞外產(chǎn)物sPRR和C端跨膜及細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的產(chǎn)物M8.9，其中sPRR可以分泌到血液和尿液中，結(jié)合并激活腎素和腎素原，進(jìn)而調(diào)節(jié)RAS[2，5]；M8.9則不與腎素或腎素原相結(jié)合，是空泡H+-ATP酶(vacuolar H+-ATPase，V-ATPase)的亞單位，對V-ATPase的裝配和發(fā)揮功能起重要作用[6]。

2.PRR在胎盤組織的定位及表達(dá)調(diào)控：PRR作為V-ATPase的輔助因子，廣泛存在于哺乳動物組織中。研究發(fā)現(xiàn)在女性子宮肌層、蛻膜、羊膜、絨毛膜和胎盤均可以檢測到PRR，而在胎盤中PRR主要定位在合體滋養(yǎng)層細(xì)胞和絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞[7-8]。Morosin等[9]對體外培養(yǎng)的人原代胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其自發(fā)合體化時滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的sPRR含量降低，而與滋養(yǎng)層細(xì)胞PRR表達(dá)無顯著相關(guān)性[10]。

PRR主要通過激活組織RAS或胞內(nèi)信號通路發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。PRR可以和腎素、腎素原相結(jié)合，腎素與PRR結(jié)合后會顯著增加血管緊張素原的催化活性，腎素原與PRR結(jié)合后通過暴露催化亞基而非蛋白水解作用，將血管緊張素原剪切，形成血管緊張素(angiotensin，Ang)Ⅰ，Ang Ⅰ在血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的作用下轉(zhuǎn)化成Ang Ⅱ[4]。Ang Ⅱ可以與Ang Ⅱ的Ⅰ型或Ⅱ型受體相結(jié)合，在胎盤形成過程中發(fā)揮促進(jìn)血管生成、滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖和侵襲的作用[8，11]。PRR也可以通過不依賴Ang Ⅱ的方式調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)多個信號通路，例如激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinases，ERK)1/2、活化熱休克蛋白(heat shock proteins，HSP)27、激活Wnt/β-catenin信號通路或者維持V-ATPase的表達(dá)與活性，這些通路可以通過調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖和分化，參與胎盤形成[12]。Schefe等[13]發(fā)現(xiàn)腎素、腎素原與PRR相結(jié)合會導(dǎo)致早幼粒細(xì)胞白血病鋅指蛋白(promyelocytic leukaemia zinc finger，PLZF)從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運至細(xì)胞核中，上調(diào)磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)的p85α亞單位，最終抑制PRR表達(dá)。

二、PRR及sPRR在正常妊娠中的表達(dá)和調(diào)控胎盤發(fā)育、維持妊娠的機(jī)制

1.PRR及sPRR在正常妊娠中的表達(dá)變化：妊娠時母體血漿中sPRR含量升高，分娩時臍血中的sPRR含量高于母體血漿[14]。雙胎妊娠時母體循環(huán)sPRR含量高于單胎妊娠[15]，并且和單絨毛膜雙胎相比，雙絨毛膜雙胎的sPRR含量更高[14]。這表明孕期母體血漿中增加的sPRR來源于胎盤或胎兒，且sPRR在胎兒發(fā)育中可能發(fā)揮了一定作用。目前，PRR在胎盤中的表達(dá)變化尚存在爭議。Pringle等[8]發(fā)現(xiàn)妊娠早中期(6～16周)胎盤腎素原和PRRmRNA的表達(dá)量均高于妊娠晚期(37～41周)，并且二者含量呈正相關(guān)。該課題組在隨后進(jìn)行的另一項研究中發(fā)現(xiàn)，胎盤腎素原的含量在妊娠早期(10～11周)、中期(14～18周)和晚期(38～40周)逐漸下降，而PRR含量無顯著變化，這種表達(dá)差異可能與其樣本量小以及妊娠早中期取樣孕周不同有關(guān)[16]。

2.PRR促進(jìn)胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲和血管重塑：胎盤形成初期，絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞侵入子宮壁，引起螺旋動脈重塑，是胎盤形成的重要過程。妊娠早期，PRR定位在胎盤合體滋養(yǎng)層細(xì)胞和絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞[8]。Morosin等[17]應(yīng)用腺苷酸環(huán)化酶激活劑forskolin誘導(dǎo)絨毛膜癌BeWo細(xì)胞合體化后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞侵襲性增加，敲低PRR基因后，forskolin誘導(dǎo)的細(xì)胞侵襲性減弱。Pringle等[8]發(fā)現(xiàn)妊娠早期胎盤腎素原和PRR高表達(dá)，并且均與血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)含量呈正相關(guān)。Tamada等[18]發(fā)現(xiàn)腎素原可以促進(jìn)人絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞系HTR8/SVneo細(xì)胞的纖溶酶原激活物抑制劑-1(plasminogen activator inhibitor，PAI-1)合成。Lumbers等[19]發(fā)現(xiàn)人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)豐富的PRR，體外誘導(dǎo)蛻膜化后，內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的腎素原、VEGF和PAI-1表達(dá)升高。眾所周知，VEGF在胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲、螺旋動脈重塑和血管生成中起了重要調(diào)節(jié)作用。PAI-1是主要的纖溶酶原激活物抑制劑，在正常妊娠時表達(dá)升高，以降低纖溶活性維持母體高凝狀態(tài)。以上結(jié)果表明，妊娠早期時滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲達(dá)到最大化，局部高水平的腎素原與豐富的PRR相結(jié)合，參與調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲和血管重塑，以及母體子宮蛻膜的血管生成，從而促進(jìn)胎盤發(fā)育[8]。

3.PRR參與胎盤有氧代謝：胎盤對氧氣交換、激素合成、母體和胎兒之間營養(yǎng)和廢物運輸均發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中有氧糖酵解不可或缺。丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase，PDH)是參與有氧糖酵解的一個關(guān)鍵酶。Suda等[20]發(fā)現(xiàn)，在人胎盤絨毛膜癌細(xì)胞系JAR細(xì)胞中PRR高表達(dá)，且與丙酮酸脫氫酶β亞單位(PDHB)在線粒體共定位；單純?nèi)毖醪⒉挥绊慞DHB的表達(dá)和活性，而敲低PRR基因后PDHB的表達(dá)和活性則受到缺氧的影響而降低。表明胎盤缺氧狀態(tài)下PRR起著穩(wěn)定PDHB的作用，進(jìn)而促進(jìn)胎盤糖酵解和發(fā)育。

4.PRR促進(jìn)水鈉潴留，維持妊娠：妊娠過程中母體血容量會增加，以維持子宮胎盤的血流灌注，適應(yīng)胎盤發(fā)育和胎兒生長。RAS在妊娠期水鈉潴留過程中起著調(diào)節(jié)血壓和電解質(zhì)代謝的重要作用。正常妊娠時，RAS多數(shù)成員表達(dá)增加，包括腎素、血管緊張素原，以及由此產(chǎn)生的Ang Ⅱ。Ang Ⅱ與Ⅰ型受體結(jié)合可以增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，促進(jìn)血管收縮、交感神經(jīng)興奮和醛固酮釋放，最終引起母體的水鈉潴留。Avila-Ramírez等[21]發(fā)現(xiàn)在妊娠大鼠的心臟、主動脈和腎臟中，PRR表達(dá)增加。Fu等[2]發(fā)現(xiàn)大鼠妊娠晚期腎內(nèi)RAS被激活，腎臟中PRR、控制離子通道合成的關(guān)鍵分子α-上皮鈉通道(α-epithelial sodium channel，α-ENaC)表達(dá)增加，尿液中sPRR、Ang Ⅱ和醛固酮含量增加，并且出現(xiàn)母體水鈉潴留和血容量擴(kuò)張的表現(xiàn)，而應(yīng)用PRR拮抗劑后前述表現(xiàn)被抑制。Walter等[22]發(fā)現(xiàn)，妊娠大鼠腎臟中α-ENaC水平增加，并且導(dǎo)致孕期腎臟水鈉潴留和血容量擴(kuò)張。這些說明腎臟中的PRR可能通過激活組織RAS和α-ENaC，促進(jìn)妊娠時水鈉潴留和血容量增加。

三、PRR及sPRR在PE中的表達(dá)和參與PE發(fā)生的作用機(jī)制

1.PRR及sPRR在PE中的表達(dá)變化：研究發(fā)現(xiàn)，在PE患者血循環(huán)中sPRR和腎素/腎素原水平升高，且sPRR的增加幅度與高血壓的嚴(yán)重程度有關(guān)[14-15]。一項前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，納入的437名孕早期血壓正常的女性，分娩時血漿sPRR濃度越高，越容易發(fā)生PE，兩者具有顯著相關(guān)性，且孕早期(<16周)血漿sPRR濃度與孕中晚期血壓升高密切相關(guān)[15]。這表明孕早期的血漿sPRR水平可以作為后續(xù)血壓升高的預(yù)測指標(biāo)，而其升高是否可以作為PE的標(biāo)識及具體的警戒值還有待進(jìn)一步探究。與正常妊娠女性相比，PE時胎盤中PRR的含量升高，并且收縮壓與胎盤PRR的水平呈正相關(guān)[3，15，18，23]。然而Sugulle等[24]發(fā)現(xiàn)妊娠晚期血漿sPRR和腎素原的水平在PE患者和正常血壓妊娠女性之間無顯著差異，但是該研究人群為歐洲人，前面所述研究人群為亞洲人，且Nguyen等[25]發(fā)現(xiàn)血sPRR含量與種族差異有關(guān)，因此可能導(dǎo)致研究結(jié)論不一致。

2.缺氧誘導(dǎo)PRR及sPRR表達(dá)增加，參與PE發(fā)生：正常妊娠時胎盤輕度缺氧可以促進(jìn)血管生成和胎盤發(fā)育，PE時螺旋動脈血流減少導(dǎo)致胎盤氧化應(yīng)激加重[26]。Kurlak等[27]比較了在海平面以及高海拔(超過3 100米)狀態(tài)下正常妊娠女性和PE患者胎盤中的PRR表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在高海拔時胎盤PRR表達(dá)顯著增加，并且在兩種海拔時，PE患者胎盤中PRR表達(dá)均高于正常妊娠女性。Suda等[20]發(fā)現(xiàn)缺氧會誘導(dǎo)JAR細(xì)胞內(nèi)sPRR表達(dá)增加，說明缺氧可以增加胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞PRR和sPRR表達(dá)。

研究發(fā)現(xiàn)，miR-625和miR-454在PE胎盤組織中表達(dá)下降[28-29]。而miR-625-5p和miR-454-3p參與調(diào)節(jié)靶基因PRRmRNA的表達(dá)。Arthurs等[30]應(yīng)用不同氧分壓(1%、5%和20%)對HTR8/SVneo細(xì)胞進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)在低氧狀態(tài)下(1%和5%)，miR-625-5p和miR-454-3p表達(dá)下降，PRRmRNA 表達(dá)上升。Wang等[16]比較早孕期(10～11周)和足月胎盤的miRNA變化，發(fā)現(xiàn)miR-625-5p和miR-454-3p在早孕期均顯著下調(diào)。由此可見，早孕期胎盤處于低氧環(huán)境時，缺氧會抑制miR-625-5p和miR-454-3p的表達(dá)，上調(diào)PRRmRNA表達(dá)。說明在PE中的胎盤缺氧狀態(tài)可能引起miR-625和miR-454的下調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)靶基因PRRmRNA的表達(dá)，參與PE發(fā)生。

3.PRR及sPRR促進(jìn)細(xì)胞因子和激素的釋放，引起炎癥反應(yīng)及內(nèi)皮損傷：PE時，母體處于炎癥反應(yīng)過度激活狀態(tài)，伴隨多種炎癥因子的異常表達(dá)。應(yīng)用HTR-8/SVneo細(xì)胞在缺氧條件下模擬PE時的胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)腎素或腎素原通過與PRR相結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)的合成和分泌[18]。在多種細(xì)胞中已證實，sPRR可以促進(jìn)TGF-β1、白細(xì)胞介素(IL)-6和IL-8的釋放、激活核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)p65等，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)及內(nèi)皮功能受損[18，31-32]。研究發(fā)現(xiàn)這些炎癥因子可激活內(nèi)皮細(xì)胞，加重血管內(nèi)炎癥反應(yīng)，進(jìn)而影響胎盤螺旋動脈的重塑以及胎盤淺著床，參與PE發(fā)病機(jī)制[33]。

瘦素是脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的一種激素，妊娠時胎盤也合成和分泌瘦素，PE時，母體血清和胎盤瘦素水平異常升高[34]。研究發(fā)現(xiàn)給予妊娠小鼠瘦素可以導(dǎo)致內(nèi)皮功能損傷、高血壓以及胎兒生長受限[35]。向高脂飲食飼養(yǎng)的小鼠皮下輸注sPRR可以刺激瘦素的釋放，進(jìn)而導(dǎo)致血壓升高[36]。由此可見，PE時增加的sPRR可能通過影響瘦素合成，加重PE的內(nèi)皮損傷。

4.sPRR反映腎臟功能受損：PE的一個重要臨床表現(xiàn)是腎臟損害，腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)降低。PE時，估算GFR(estimated GFR，eGFR)與血漿sPRR水平呈負(fù)相關(guān)[3，14]，而與胎盤PRR表達(dá)無相關(guān)性[3]，表明PE時腎功能受損與血漿sPRR升高有關(guān)，與胎盤PRR表達(dá)無關(guān)。應(yīng)用競爭性拮抗劑PRO20阻斷PRR，或突變PRR的剪切位點導(dǎo)致sPRR無法產(chǎn)生，可以降低血壓、抑制腎內(nèi)RAS，進(jìn)而減輕蛋白尿、腎小管壞死、間質(zhì)纖維化、氧化應(yīng)激和炎癥等腎臟損傷[37-38]。可見sPRR水平能夠反映PE時的腎臟功能損害，而PRR及sPRR是否參與PE腎臟損傷的病理過程，還有待進(jìn)一步研究。

四、總結(jié)與展望

本文回顧了PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的不同表達(dá)及具體的調(diào)控機(jī)制。PRR和sPRR在正常妊娠中含量增加，而在PE中表達(dá)異常升高，提示其可能參與PE發(fā)生發(fā)展。因受限于疾病動態(tài)發(fā)展過程中胎盤組織取樣困難，目前的研究主要集中在PRR及sPRR表達(dá)水平與PE的相關(guān)性，尚缺乏深入的機(jī)制探討及治療靶點的研究。后續(xù)研究需進(jìn)一步證實sPRR是否可以作為PE的標(biāo)志物、其增加的警戒值以及PRR、sPRR調(diào)控PE發(fā)生的具體分子機(jī)制，為PE早期診斷和治療提供新的思路，最終改善母胎預(yù)后，保障母嬰健康。