國林林，趙慧棟，胡海燕

氧化應(yīng)激是指在缺血、缺氧、炎癥等病理狀態(tài)下，活性氧簇生成過多而抗氧化物質(zhì)含量減少或活性降低的一種失衡狀態(tài)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA的損傷，造成細(xì)胞功能障礙和組織損傷。代表“最后共同通路”的氧化與抗氧化失衡可能影響胎盤的發(fā)育和老化，最終導(dǎo)致多種妊娠疾病。

1 胎盤生命的產(chǎn)生

建立功能性胎盤生命周期對胎兒發(fā)育和維持正常妊娠至關(guān)重要。胎盤發(fā)育早期，精卵結(jié)合受精后，囊胚植入母體子宮蛻膜，滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤子宮肌層。其中滋養(yǎng)細(xì)胞入侵蛻膜對母胎界面的建立至關(guān)重要，涉及母胎聯(lián)系的通路包括胎盤對蛻膜的固定、脈管系統(tǒng)的重塑，以及與母體蛻膜基質(zhì)細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的交叉對話。

胎盤發(fā)育的基礎(chǔ)在于滋養(yǎng)細(xì)胞的分化。新生器官的形成初期，滋養(yǎng)外胚層的細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞開始增殖分化：一方面，囊胚植入期間增殖分化為合體滋養(yǎng)細(xì)胞，并覆蓋于漂浮絨毛表面，通過初級(jí)和次級(jí)合體化過程，合體滋養(yǎng)細(xì)胞維持更新，成為母胎界面營養(yǎng)交換和代謝廢物排泄的主體細(xì)胞；另一方面，錨定于子宮壁上的黏附絨毛繼續(xù)分化，快速增殖的部分細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞可穿透合體層，參與胎盤絨毛和子宮蛻膜聯(lián)系的滋養(yǎng)細(xì)胞柱的形成；而遠(yuǎn)端細(xì)胞柱中的細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞與子宮蛻膜的細(xì)胞外基質(zhì)相互作用，分化成具有浸潤功能的間質(zhì)滋養(yǎng)細(xì)胞（iEVT）和參與子宮螺旋動(dòng)脈改建的血管內(nèi)滋養(yǎng)細(xì)胞（enEVT）[1]。在分化過程中，胚胎著床時(shí)大量巨噬細(xì)胞圍繞在侵入的滋養(yǎng)細(xì)胞周圍，其中胎盤巨噬細(xì)胞（Hofbauer cells）是胎兒來源的，在早期胎盤發(fā)育中起直接作用。胎盤巨噬細(xì)胞-滋養(yǎng)細(xì)胞之間相互作用，胎盤巨噬細(xì)胞通過釋放多種細(xì)胞因子，如人絨毛膜促性腺激素（hCG）、人胎盤催乳素（HPL）和粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF），進(jìn)而調(diào)控絨毛滋養(yǎng)細(xì)胞的分化和增殖，以協(xié)助胎盤功能的正常發(fā)揮。另外，在滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤過程中，絨毛合體滋養(yǎng)層基底外側(cè)面表達(dá)具有蛋白水解活性基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），通過降解胎盤基底板的膠原蛋白，使絨毛侵蝕能力增強(qiáng)，保證胎盤發(fā)育，尤其涉及向子宮蛻膜和肌層浸潤時(shí)，子宮肌層MMP-2、MMP-9的表達(dá)水平低于蛻膜。

在胎盤發(fā)育過程中，子宮螺旋動(dòng)脈需要廣泛改建，enEVT來源于iEVT和enEVT栓。前者主要是妊娠早期包繞蛻膜淺表子宮螺旋動(dòng)脈的iEVT，其具有的浸潤性使螺旋動(dòng)脈的血管平滑肌細(xì)胞分布發(fā)生改變，iEVT進(jìn)入動(dòng)脈腔后轉(zhuǎn)變?yōu)閑nEVT；動(dòng)脈腔內(nèi)的enEVT逆行聚集形成“栓子”，主要參與深部子宮螺旋動(dòng)脈的改建，此為胎盤循環(huán)形成早期的重要過程。妊娠10～12周左右，enEVT栓從螺旋動(dòng)脈中消失，enEVT亞群與母體免疫細(xì)胞相互作用，引發(fā)動(dòng)脈壁彈性溶解并取代鑲嵌在螺旋動(dòng)脈上的內(nèi)皮細(xì)胞以誘導(dǎo)血管重塑：蛻膜小動(dòng)脈的“生理性轉(zhuǎn)變”和子宮螺旋動(dòng)脈的重塑，使胎盤血管由“低排高阻”轉(zhuǎn)換為“低阻高排”，建立所謂“真正的”母胎血循環(huán)[2]。另外，由于“滋養(yǎng)細(xì)胞栓”溶解，絨毛間隙血流量增加，細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞與來自母體螺旋小動(dòng)脈的血液直接接觸，平均氧分壓升至 90～100 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。不同于持續(xù)性低氧過程，該過程可被視為“慢性間歇性低氧復(fù)氧”，其病理生理過程類似于缺血再灌注損傷，是存在于胎盤微環(huán)境中的特征性低氧狀態(tài)，而缺血再灌注會(huì)導(dǎo)致活性氧簇自由基的生成。

雖然目前enEVT栓溶解的具體機(jī)制尚不清楚，但增加的氧張力促使侵襲性滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)，并進(jìn)一步侵入子宮螺旋動(dòng)脈。有報(bào)道證實(shí)enEVT栓的溶解始于胎盤邊緣，并逐漸擴(kuò)展至中央，胎盤血流量逐漸提升，同時(shí)也促進(jìn)氧張力的漸進(jìn)性增加，逐漸完善胎盤生命管道的建立[3]。

滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤具有時(shí)間性和空間性，在時(shí)間上限于妊娠早期，空間上限于種植部位的子宮內(nèi)膜、子宮肌層的淺1/3以及相關(guān)的螺旋動(dòng)脈，因此胎盤得以正常形成、發(fā)育、成熟和老化。當(dāng)胎盤生命周期中這些細(xì)胞功能受干擾或阻斷時(shí)，胎盤功能將受到影響，導(dǎo)致病理妊娠，如子癇前期、胎兒生長受限（FGR）或自然流產(chǎn)，這些均與滋養(yǎng)細(xì)胞功能異常有關(guān)[4-5]。

研究發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激與胎盤生命周期密切相關(guān)。一方面，氧化應(yīng)激形成的低氧環(huán)境可保護(hù)滋養(yǎng)細(xì)胞的分化、增殖及血管改建；另一方面，氧化應(yīng)激引起的胎盤缺血缺氧和血管內(nèi)皮損傷會(huì)導(dǎo)致胎盤中脂質(zhì)過氧化物增多，抗氧化酶減少，繼而影響炎性因子及相關(guān)蛋白酶的釋放，如白細(xì)胞介素6（IL-6）、IL-8、腫瘤壞死因子 α（TNF-α）和 C 反應(yīng)蛋白（CRP）等[6]。

2 氧化應(yīng)激對胎盤生命的影響

2.1 缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）對胎盤生命的影響母體子宮螺旋動(dòng)脈重塑發(fā)生在囊胚植入后，iEVT和enEVT協(xié)同作用使螺旋動(dòng)脈處于“低排高阻”狀態(tài)。在一定程度上限制了母體血液進(jìn)入胎盤，造成胚胎和胎盤在生理性低氧和低糖環(huán)境中生長，使分化細(xì)胞免受大劑量活性氧簇?fù)p傷而受到保護(hù)，這一時(shí)期的生理性低氧對胎盤形成至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，氧分壓是滋養(yǎng)細(xì)胞分化和增殖平衡的關(guān)鍵因素，Garrido-Gomez等[7]曾通過體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)低氧可以刺激細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞處于增殖狀態(tài)，而抑制其向浸潤方向分化，但目前對氧分壓的平衡作用并不明確。

HIF-1由α和β亞基組成，是目前發(fā)現(xiàn)的唯一特異性高、能夠在低氧環(huán)境下發(fā)揮活性的核轉(zhuǎn)錄因子[7]。HIF-1α是受氧濃度變化調(diào)控的亞單位，通過多種途徑影響滋養(yǎng)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞功能，使胎盤、蛻膜生理性血管重塑障礙；并妨礙內(nèi)皮細(xì)胞和滋養(yǎng)細(xì)胞損傷的再修復(fù)，加劇病理妊娠的進(jìn)展，在滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤、胎盤血管重塑中起關(guān)鍵作用。持續(xù)低氧狀態(tài)主要通過介導(dǎo)低氧適應(yīng)性增加使HIF-1α的表達(dá)上調(diào)，間歇低氧狀態(tài)也可依賴不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上調(diào)HIF-1α表達(dá)。當(dāng)滋養(yǎng)細(xì)胞所處內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)間歇性低氧狀態(tài)時(shí)，HIF-1α及其下游基因表達(dá)紊亂，導(dǎo)致滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲能力降低、子宮螺旋小動(dòng)脈重塑障礙，即“胎盤淺著床”。在低氧環(huán)境中，積聚增加的HIF-1α發(fā)生核轉(zhuǎn)位，與HIF-1β結(jié)合形成二聚體，激活血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、可溶性fms樣酪氨酸激酶1（sFlt-1）[8]，通過調(diào)節(jié)兩者的轉(zhuǎn)錄活性和mRNA穩(wěn)定性影響HIF-1α表達(dá)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明胎盤處于持續(xù)缺血缺氧狀態(tài)會(huì)激活HIF-1α，致使其表達(dá)水平呈上升趨勢，一方面，缺氧可通過激活下游靶因子VEGF使HIF-1α表達(dá)上升；另一方面，亦可下調(diào)sFlt-1使HIF-1α表達(dá)上升。正因?yàn)槿绱?，VEGF下調(diào)可阻礙胎盤血管重塑及滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲，而sFlt-1上調(diào)抑制血管生成，誘發(fā)血管內(nèi)炎癥反應(yīng)，引起機(jī)體自身的氧化應(yīng)激，從而誘發(fā)不良妊娠結(jié)局，如母體子癇前期－胎盤源性氧化應(yīng)激疾病的發(fā)生[9-10]。

在正常氧濃度和高氧濃度下，HIF-1α極不穩(wěn)定，其半衰期＜5 min。有研究用免疫組織化學(xué)法對胎盤組織中HIF-1α的表達(dá)進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示妊娠期高血壓疾病患者胎盤組織中HIF-1α表達(dá)升高。不同孕周的胎盤局部氧分壓亦存在巨大差異，HIF-1α可能通過調(diào)節(jié)雌激素、生長因子和細(xì)胞因子影響胎盤功能的發(fā)揮。妊娠早期胎盤處于生理性低氧狀態(tài)，通過介導(dǎo)雌激素水平調(diào)節(jié)HIF-1α的表達(dá)。妊娠5～8周，胎盤中HIF-1α呈高表達(dá)狀態(tài)，妊娠10～12周時(shí)由于間質(zhì)血流量和胎盤氧合增加，HIF-1α蛋白的表達(dá)水平驟然下降。該時(shí)期的低氧狀態(tài)有利于雌激素通過介導(dǎo)整合素5α抑制滋養(yǎng)細(xì)胞向侵襲表型分化，而促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞分化為增殖表型。在體外模型中[11]，經(jīng)過高濃度或過低濃度雌二醇處理后，胎盤HIF-1α顯著升高，異常升高的HIF-1α導(dǎo)致相對分化不成熟的滋養(yǎng)細(xì)胞分化處于停滯狀態(tài)，引起胎盤灌注量減少、胎盤淺植入。與此相矛盾的是，有報(bào)道稱妊娠早期雌激素通過調(diào)節(jié)HIF-1α的表達(dá)促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞向侵襲性表型分化，削弱滋養(yǎng)細(xì)胞增殖。因此，雌激素通過HIF-1α影響胎盤的時(shí)限性低氧狀態(tài)，仍需要進(jìn)一步的研究。

2.2 氧化應(yīng)激與免疫耐受協(xié)同對胎盤生命的影響持續(xù)妊娠狀態(tài)與母胎免疫耐受平衡有關(guān)，而氧化應(yīng)激與免疫耐受的相互協(xié)調(diào)作用使胎盤功能得以正常發(fā)揮。妊娠早期末，與滋養(yǎng)細(xì)胞直接接觸的蛻膜自然殺傷（dNK）細(xì)胞數(shù)達(dá)到峰值，約占淋巴細(xì)胞總數(shù)的70%。與外周血NK細(xì)胞相比，正常人類dNK細(xì)胞殺傷能力低，可產(chǎn)生大量細(xì)胞因子和促血管生成因子[12]。在細(xì)胞水平上，dNK細(xì)胞可以通過侵入滋養(yǎng)層，纖維蛋白沉積，彈性層和血管平滑肌細(xì)胞的溶解替代內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)子宮螺旋動(dòng)脈重塑。最重要的是，dNK細(xì)胞表達(dá)抑制性受體殺傷β細(xì)胞免疫球蛋白樣受體（KIRs），KIRs與絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞上高表達(dá)的人白細(xì)胞抗原G（HLA-G）特異性結(jié)合，抑制dNK細(xì)胞的殺傷活性，從而誘導(dǎo)免疫耐受和VEGF-A、VEGF-C、γ干擾素（IFN-γ）或胎盤生長因子（PlGF）的產(chǎn)生，在保護(hù)胚胎發(fā)育和子宮螺旋動(dòng)脈重塑的始動(dòng)過程中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)胎盤處于持續(xù)缺氧狀態(tài)時(shí)，KIRs減少，HLA-G表達(dá)水平降低，dNK細(xì)胞免疫活性增強(qiáng)，通過直接殺傷和外源性凋亡途徑使滋養(yǎng)細(xì)胞過度凋亡，子宮螺旋動(dòng)脈重塑不足，胎盤循環(huán)受阻[12-13]。Cavalli等[13]通過制備小鼠缺血缺氧模型模擬子宮螺旋動(dòng)脈重塑障礙所致一系列妊娠期特發(fā)疾病的病理過程，探討dNK細(xì)胞在氧化應(yīng)激所致免疫耐受失衡中的作用，研究發(fā)現(xiàn)將dNK樣類似物（idNK）注射到子宮螺旋動(dòng)脈重塑障礙的小鼠模型中，子宮動(dòng)脈阻力指數(shù)（resistance index，RI）降低，提示胎盤灌注得以改善，dNK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)可能影響胎盤功能的正常建立，而idNK對氧化損傷的胎盤是否有治療作用仍需要進(jìn)一步研究。

2.3 滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡影響胎盤生命氧化應(yīng)激可導(dǎo)致胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞顯著凋亡老化，進(jìn)而影響滋養(yǎng)細(xì)胞的合體化、向浸潤方向的分化和子宮螺旋動(dòng)脈重塑，加劇胎盤缺氧狀態(tài)形成的惡性循環(huán)，誘發(fā)病理妊娠結(jié)局。子癇前期的發(fā)病機(jī)制與胎盤氧化損傷相關(guān)的研究較多，子癇前期的發(fā)生、發(fā)展可分為兩階段，第一階段在胎盤形成早期，滋養(yǎng)細(xì)胞分化、遷移、增殖障礙，滋養(yǎng)細(xì)胞侵入過淺，子宮螺旋動(dòng)脈重塑不足，導(dǎo)致“胎盤淺著床”，因此胎盤產(chǎn)生雛形期的氧化應(yīng)激損傷被認(rèn)為是病理妊娠的觸發(fā)點(diǎn)；第二階段為螺旋動(dòng)脈重塑不足引起胎盤缺血缺氧，導(dǎo)致合體滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡過度，同時(shí)釋放各種因子進(jìn)入母體血液循環(huán)，引起全身小血管痙攣樣改變和血管內(nèi)皮受損，全身各臟器各系統(tǒng)灌注減少，對母兒造成危害，甚至導(dǎo)致母兒死亡[14]。由于子癇前期表現(xiàn)為多臟器、多系統(tǒng)損害，故有學(xué)者提出子癇前期－子癇綜合征（preeclampsia-eclampsia syndrom）的概念。子宮螺旋動(dòng)脈重塑不良更是被認(rèn)為與許多妊娠并發(fā)癥有關(guān)，包括晚期流產(chǎn)和FGR等。

關(guān)于滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡，目前最為廣大研究者所接受的是自噬參與的發(fā)病機(jī)制。妊娠早期低氧和營養(yǎng)缺乏狀況下，自噬可以保證滋養(yǎng)細(xì)胞的生存和正常發(fā)育。妊娠中期以后，自噬可以清除受損的線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以保持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，使滋養(yǎng)細(xì)胞在絨毛間隙血流間斷所造成的低氧低糖情況下得以生存，從而促進(jìn)胎盤發(fā)育，妊娠得以維持[15]。近年研究發(fā)現(xiàn)，過度的自噬活動(dòng)可能與子癇前期、FGR的發(fā)病過程密切相關(guān)；而滋養(yǎng)細(xì)胞自噬降低則與早產(chǎn)相關(guān)聯(lián)，在異常自噬過程中，炎癥和氧化應(yīng)激起關(guān)鍵作用[15-17]，導(dǎo)致胎盤功能障礙。死亡相關(guān)蛋白激酶1（DAPK-1）是近年發(fā)現(xiàn)的一種絲氨酸/蘇氨酸激酶和腫瘤抑制基因，屬于DAPK家族，是凋亡的正性調(diào)節(jié)因子，參與多種信號(hào)通路，調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、自噬、細(xì)胞黏附和遷移。據(jù)已知相關(guān)類似蛋白的研究得知，DAPK-1可能主要表達(dá)在合體滋養(yǎng)細(xì)胞胞質(zhì)中，而低氧胎盤組織中的表達(dá)水平高于常氧胎盤組織[18]。過度自噬時(shí)，滋養(yǎng)細(xì)胞釋放的部分“父源性物質(zhì)”誘發(fā)母體免疫反應(yīng)，而免疫系統(tǒng)釋放的炎性介質(zhì)（如TNF-α）可與DAPK-1協(xié)同調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、自噬和程序性壞死[19]。此外，缺氧處理后應(yīng)用激光共聚焦方法檢測發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)細(xì)胞中的自噬相關(guān)蛋白LC3B（light chain 3 beta）增加。近年已有大量文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)，與正常妊娠相比，重度子癇前期患者胎盤中LC3B mRNA和蛋白表達(dá)明顯升高，表明氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致自噬過度，影響胚胎著床、胎盤生命的形成[20]。

3 結(jié)語

氧化應(yīng)激可影響胎盤生命的各時(shí)期，包括始于妊娠早期的低氧狀態(tài)，母胎循環(huán)的建立和成熟，參與滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、遷移、入侵及凋亡等，以至于成為目前胎盤源性病理妊娠研究的焦點(diǎn)。因此，了解胎盤生命周期機(jī)制與氧化應(yīng)激的關(guān)系，尋找反映氧化應(yīng)激代謝產(chǎn)物的標(biāo)志物有助于明確病理妊娠的發(fā)病機(jī)制，指導(dǎo)臨床早期預(yù)測；尤其將氧化應(yīng)激作為胎盤病理學(xué)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)因素時(shí)，抗氧化治療或許成為“胎盤源性疾病”的最佳治療方式。