第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員旅09級一隊3班(西安710038) 程 龍 綜述 李 怡審校
子癇前期(先兆子癇,PE)是一種嚴(yán)重的常見妊娠期并發(fā)癥,每年全球約有60 000孕產(chǎn)婦死于此病[1]。PE主要表現(xiàn)為妊娠20周后出現(xiàn)的高血壓、蛋白尿,可引起全身多器官功能損害以及功能的衰竭,是導(dǎo)致孕產(chǎn)婦以及圍產(chǎn)兒死亡的主要原因[2]。PE的病因機(jī)制尚未明確,一直是病理產(chǎn)科研究的重點(diǎn)。E-cad為一種非常重要的細(xì)胞之間的黏附分子,其在PE發(fā)病中的作用也越來越受到學(xué)者們的關(guān)注。E-cad是粘附分子中鈣離子依賴的細(xì)胞粘附素家族中的一員,是一類介導(dǎo)細(xì)胞之間互相粘附的鈣依賴性跨膜糖蛋白[3]。該分子具有強(qiáng)大的同種細(xì)胞粘附能力,不僅可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的極性,限制細(xì)胞的遷移,影響胞內(nèi)Wnt信號系統(tǒng),還參與細(xì)胞凋亡。E-cad表達(dá)于子宮內(nèi)膜、胚泡及胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞,積極的參與了受精卵著床,胚胎器官發(fā)生,和胎盤發(fā)育。對維持正常上皮細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)完整性起著重要作用[4]。本文就E-cad與PE發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展綜述如下。
1 E-鈣粘蛋白的結(jié)構(gòu) E-cad是一種上皮型鈣依賴性細(xì)胞黏附分子,廣泛分布于上皮細(xì)胞表面,參與介導(dǎo)同種細(xì)胞間的黏附。E-cad分子量約為120kDa,是一個鈣依賴性單跨膜精蛋白,人E-cad基因定位于16q22.1區(qū)域,編碼的E-cad分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)三部分:N末端位于胞外,由5個前后重復(fù)串聯(lián)的功能區(qū)組成,Ca2+結(jié)合于功能區(qū)之間,最外層功能區(qū)上的組氨酸-丙氨酸-纈氨酸(His-Ala-Val,HAV)序列是 E-cad發(fā)揮黏附作用時所必需的結(jié)構(gòu),具有嗜同種分子的特性。E-cad以同種分子間“拉鏈”樣的形式參與細(xì)胞之間的黏附[5]。E-cad的c末端位于胞內(nèi),與一些連環(huán)蛋白分子相結(jié)合,它們在E-cad與細(xì)胞骨架之間起到了橋梁作用。基于這種結(jié)構(gòu),E-cad能介導(dǎo)特定組織或器官同型細(xì)胞間的黏附作用[6]。
2 E-鈣粘蛋白功能 E-cad常常與連環(huán)蛋白構(gòu)成復(fù)合體共同完成一些細(xì)胞功能,E-cad復(fù)合體是以E-cad為粘著受體,與質(zhì)膜內(nèi)面的一些連環(huán)蛋白(cat)結(jié)合形成[7]。cat是一組具有相似結(jié)構(gòu)的胞內(nèi)糖蛋白家族,包括α-、β-、γ-cat和P120蛋白。α-cat本身并不與E-cad直接結(jié)合,而是通過一端與結(jié)合在E-cad上;γ-cat與β-cat形成復(fù)合體,另一端與肌動蛋白細(xì)胞骨架結(jié)合,將由E-cad傳送進(jìn)來的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞骨架上從而發(fā)揮作用。α-cat對E-cad介導(dǎo)的細(xì)胞粘附功能是必需的。而β-cat通過介導(dǎo)α-cat和E-cad的相互作用參與細(xì)胞間的粘附,處在E-cad復(fù)合體的核心位置,因而可能是E-cad功能的調(diào)節(jié)位點(diǎn)。γ-cat與β-cat同屬一個基因家族,并以 E-cad/β-cat/α-cat的組合形式為主,結(jié)合于 E-cad上的同一部位[8]。因此,β-cat是 E-cad-連環(huán)素復(fù)合體的主要調(diào)控分子。E-cad-連環(huán)素復(fù)合體功能的正常發(fā)揮對維持上皮組織的完整性、防止腫瘤細(xì)胞離散、脫落起重要作用。E-cad復(fù)合物中任一種組分受損缺失都可使細(xì)胞間粘附功能下降或喪失。細(xì)胞根據(jù)膜表面相同的E-cad標(biāo)記聚集到一起,根據(jù)表達(dá)水平不同而分布——表達(dá)水平較低的細(xì)胞會圍繞在表達(dá)水平相對較高的細(xì)胞周圍,E-cad借此協(xié)助細(xì)胞的分類聚集[9]。因而E-cad的主要作用是介導(dǎo)細(xì)胞之間的黏附功能,參與細(xì)胞的極性、增殖、分化和遷移。P120蛋白不同于前三種連環(huán)蛋白,它與E-cad的近膜區(qū)段結(jié)合,許多膜受體酪氨酸蛋白激酶能使之磷酸化,而這些膜受體涉及促有絲分裂信號轉(zhuǎn)化過程,目前認(rèn)為P120蛋白是E-cad介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞粘附的調(diào)節(jié)因子,P120蛋白升高促進(jìn)細(xì)胞遷移,參與E-cad對細(xì)胞遷移的抑制作用[10]。P120蛋白的綁定作用密切影響著E-cad的膜穩(wěn)定性,失去了P120蛋白綁定的E-cad將易于被降解,此時,酪氨酸激酶可作用于P120蛋白以降解E-cad。不同類型的鈣粘蛋白也可以競爭結(jié)合P120蛋白,所以當(dāng)細(xì)胞表面出現(xiàn)正常情況不表達(dá)的其他鈣粘蛋白時會加快正常表達(dá)的E-cad降解,并增加細(xì)胞活動能力[11]。P120蛋白還可以幫助E-cad裂解片段向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn),而E-cad胞內(nèi)C末端裂解片段2(E-cad/CTF2)在核內(nèi)可影響p120-Kaiso調(diào)節(jié)信號途徑,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。
3 E-鈣粘蛋白在妊娠過程中的表達(dá) E-cad廣泛表達(dá)于子宮上皮細(xì)胞的頂膜,表達(dá)水平受黃體酮和雌二醇共同調(diào)節(jié)。子宮內(nèi)膜在圍植入期E-cad表達(dá)明顯升高,植入后表達(dá)顯著下降。胚泡在植入過程中E-cad的表達(dá)情況也與子宮內(nèi)膜同步變化。植入前,E-cad主要表達(dá)于胚泡內(nèi)細(xì)胞群,圍植入期整個胚泡均不表達(dá)E-cad,植入后內(nèi)細(xì)胞群再次出現(xiàn) E-cad[13]。子宮受孕存在一個很小的時間窗,在這個時間窗內(nèi),滋養(yǎng)外胚層必須下調(diào)E-cad呈現(xiàn)侵蝕表型,而子宮也須表現(xiàn)出較高的容受性,二者相協(xié)調(diào)才能完成受精卵著床。胚胎植入后,E-cad在胚胎發(fā)生、原腸胚形成,神經(jīng)發(fā)育及器官發(fā)生過程中也起著非常重要的作用[14]。胎兒胎盤發(fā)育有賴于滋養(yǎng)細(xì)胞向子宮蛻膜浸潤建立胎盤屏障以完成胎血及母血之間的物質(zhì)交換。E-cad表達(dá)于單核滋養(yǎng)細(xì)胞膜表面,滋養(yǎng)細(xì)胞是胎盤的主要細(xì)胞,屬于上皮細(xì)胞。E-cad在滋養(yǎng)細(xì)胞上的表達(dá)會隨著滋養(yǎng)細(xì)胞分化而降低[15]。滋養(yǎng)細(xì)胞的分化能力決定了胎盤能否正常發(fā)育,參與病理性妊娠的發(fā)生、發(fā)展。同時E-cad有維持上皮細(xì)胞層的完整性和極性的作用,并參與胚胎的發(fā)育及組織形成[16]。因此E-cad在胚胎植入及滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤,胎盤形成,胚胎發(fā)育等妊娠各個重要環(huán)節(jié)均發(fā)揮著作用。
4 E-鈣粘蛋白與PE的相關(guān)性
4.1 E-cad與滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤 正常妊娠胎盤發(fā)育過程中,滋養(yǎng)細(xì)胞會分化為合體滋養(yǎng)細(xì)胞和具有浸潤能力的滋養(yǎng)細(xì)胞。前者主要構(gòu)成母胎屏障的重要組成部分,后者組要參與妊娠期胎盤的血管重鑄。滋養(yǎng)細(xì)胞分化過程中,需要經(jīng)歷上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[17]。EMT是指上皮細(xì)胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過程。通過EMT,上皮細(xì)胞失去了細(xì)胞極性,失去與基底膜的連接等上皮表型,獲得了較高的遷移與侵襲、抗凋亡和降解細(xì)胞外基質(zhì)的能力等間質(zhì)表型[18]。在EMT過程中,E-cad的表達(dá)會隨著單核滋養(yǎng)細(xì)胞融合為合體滋養(yǎng)細(xì)胞的過程而表達(dá)轉(zhuǎn)陰。另一方面,滋養(yǎng)細(xì)胞侵蝕能力的增加也伴隨E-cad的表達(dá)下調(diào)[19]。在胎盤形成的過程中,絨毛外細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞(EVT)對母體的浸潤是重要的步驟。EVT浸潤不足可導(dǎo)致先兆子癇、IUGR等疾病。EVT浸潤的調(diào)控是解釋這些疾病的關(guān)鍵。目前很多研究表明,EVT浸潤功能低下與黏附分子的調(diào)控存在密切的相關(guān)性。Groten等利用免疫組化染色的方法,觀察孕期各個階段EVT的E-cad的表達(dá)變化,了解到PE患者在發(fā)病期間普遍存在E-cad表達(dá)增高的現(xiàn)象[20]。E-cad表達(dá)增高,對EVT的黏附作用就增強(qiáng),使其無法正常的實(shí)現(xiàn)浸潤功能,而是被固定在基膜上,形成單層細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。EVT無法正常浸潤子宮內(nèi)膜及螺旋小動脈,使胎盤床的血管重鑄不能完成,胎盤血管網(wǎng)絡(luò)生長發(fā)育不良,造成胎盤淺著床、胎盤缺血,從而引起PE的一系列病理生理改變。綜上所述,E-cad表達(dá)的增高,一方面會影響合體細(xì)胞的形成,從而影響母胎屏障的作用。另一方面,導(dǎo)致EVT的浸潤性下降,無法有效完成血管重鑄、胎盤淺著床等。
4.2 E-cad與缺氧 妊娠早期胎盤在相對低氧環(huán)境中發(fā)育,10~l2孕周開始滋養(yǎng)細(xì)胞暴露于較高的氧張力中。如果此時發(fā)生長期嚴(yán)重缺氧會造成滋養(yǎng)細(xì)胞的損傷致使胎盤發(fā)育障礙,加重胎盤缺氧狀態(tài),最終導(dǎo)致PE的發(fā)生 。已有研究證實(shí),在體外缺氧培養(yǎng)滋養(yǎng)細(xì)胞,缺氧誘導(dǎo)因子HIF-1增加,進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí) HIF-1誘導(dǎo) TGF-β增加[21]。而 TGF-β可以上調(diào)E-cad的表達(dá),且尤其是 TGF-β1對E-cad的調(diào)控強(qiáng)度與 TGF-βl的量成正比[22]。因此可以認(rèn)為,在PE患者胎盤形成過程中,缺氧激活HIF-1可上調(diào)TGF-β繼而上調(diào)E-cad的表達(dá)從而減弱滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤能力,干擾滋養(yǎng)細(xì)胞向子宮壁浸潤。
4.3 E-cad與全身炎性反應(yīng) 在E-cad等黏附分子的高表達(dá)下,血液中的白細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮促使內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)MMP-2等,在缺血區(qū)積聚,誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子如IL-6等表達(dá),這些炎癥因子又促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞,白細(xì)胞和血小板表達(dá)更多的黏附分子,促使更多的白細(xì)胞黏附于血管壁,參與炎癥反應(yīng)[23]。這樣就導(dǎo)致全身細(xì)小血管的炎性反應(yīng),導(dǎo)致血管損傷,使得妊娠期婦女的血壓持續(xù)升高。出現(xiàn)PE等癥狀。與此同時,血管內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白-連環(huán)蛋白復(fù)合體的崩解后,內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白裂解從而使血清中的內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白濃度增加[24]。這樣,E-cad的含量隨著病情加重而增高,導(dǎo)致血管通透性增加和微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷越來越嚴(yán)重。
5 結(jié) 語 E-cad在子癇前期妊娠胎盤中存在著異常表達(dá),可能是通過影響內(nèi)皮細(xì)胞功能的穩(wěn)定及滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤能力,參與PE的發(fā)生發(fā)展。但是目前關(guān)于其在子癇前期發(fā)病中的具體作用機(jī)制及作用通路并未研究清楚。隨著對E-cad在子癇前期在發(fā)病中作用通路的進(jìn)一步研究,對PE的早期檢測及治療具有重大的指導(dǎo)意義。
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