薛路，丁虹娟

(南京醫(yī)科大學附屬婦產(chǎn)醫(yī)院產(chǎn)科，南京 210029)

子癇前期以妊娠20周后的高血壓及蛋白尿等為主要臨床特征[1]，發(fā)病率高達3%～5%[2-3]。子癇前期不僅可導致孕產(chǎn)婦胎盤早剝、前置胎盤等產(chǎn)科并發(fā)癥，還可累及心、腦、腎等引起多器官衰竭。另外，子癇前期也可引起胎兒宮內(nèi)窘迫、早產(chǎn)、胎兒生長受限等，嚴重危害母兒健康[4-5]。子癇前期是全球范圍內(nèi)孕產(chǎn)婦死亡和圍生期疾病的主要原因，但其發(fā)病機制尚不清楚，普遍認為主要與胎盤滋養(yǎng)細胞淺著床和血管內(nèi)皮細胞損傷有關。目前治療子癇前期的主要藥物包括抗高血壓藥物(甲基多巴、拉貝洛爾、硝苯地平等)，以及用于預防驚厥發(fā)作的硫酸鎂[6]，但上述藥物均不能起到治愈作用，治療效果也不甚理想。因此，需積極尋找健康、有效的子癇前期治療藥物。Apelinergic系統(tǒng)主要由多肽類物質(zhì)Apelin、ELABELA及其共受體血管緊張素1型受體相關的受體蛋白(putative receptor protein related to the angiotensin Ⅱ type 1 receptor，APJ)組成[7-9]。大量研究表明，Apelinergic系統(tǒng)分布廣泛，其通過自分泌和旁分泌等途徑發(fā)揮重要的生物學效應，與心血管疾病(如動脈粥樣硬化、高血壓、心力衰竭和心肌損傷)、糖尿病、微血管病變、腫瘤等的發(fā)生密切相關[10-12]。在子癇前期動物模型中，尾靜脈注射Apelin或ELABELA可以緩解子癇前期病程中的蛋白尿、高血壓和胎兒生長受限等癥狀[13]。分析子癇前期患者的胎盤組織及血液發(fā)現(xiàn)，其Apelin/ELABELA的表達量與正常妊娠孕婦比較差異有統(tǒng)計學意義，提示Apelinergic可能參與了子癇前期的發(fā)病過程[14-15]?，F(xiàn)就Apelinergic系統(tǒng)與子癇前期發(fā)生發(fā)展的關系進行綜述。

1 Apelinergic系統(tǒng)概述

O′dowd等[7]于1993年發(fā)現(xiàn)了一種APJ，該受體蛋白具有7個跨膜區(qū)和380個氨基酸，屬于G蛋白偶聯(lián)家族成員。APJ與血管緊張素Ⅱ1型受體有40%～50%的同源性，但卻不能與血管緊張素Ⅱ結(jié)合，故該受體一度被認為是一種孤兒受體，直至1998年Tatemoto等[8]從牛胃中提取出一種能與APJ特異性結(jié)合的生物活性肽Apelin。

人類Apelin基因位于Xq25～26，包含3個外顯子和2個內(nèi)含子，該基因的表達產(chǎn)物Apelin-77是具有生物活性Apelin亞型的前蛋白原。Apelin-77的N端經(jīng)內(nèi)肽酶翻譯后修飾為Apelin-55，并進一步裂解為Apelin-36、Apelin-17、Apelin-13和Apelin-12等亞型[16]，其中Apelin-13和Apelin-36是含量最多、被研究最深入的亞型。另外，由于Apelin-13較Apelin-36活性更強，Apelin-13被更多地用于實驗中，以研究Apelin的功能。

Apelin在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血管內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞、胃腸道和乳腺中均有較高的表達水平，妊娠和哺乳可刺激乳腺細胞Apelin表達增加，肥胖患者的高胰島素血癥狀態(tài)會刺激外周循環(huán)Apelin含量增加；此外，在機體血漿滲透壓升高、缺氧或應激狀態(tài)下Apelin分泌也會增多。目前，對Apelin-APJ系統(tǒng)研究較為成熟的是其在心血管系統(tǒng)方面的生理作用：①Apelin-APJ系統(tǒng)能通過阻斷血管緊張素Ⅱ的血管收縮作用、促進一氧化氮的擴血管作用，從而達到降低血壓的目的[17]；②Apelin-APJ系統(tǒng)可以激活肌球蛋白激酶，增強心肌肌絲對鈣離子的敏感性，發(fā)揮正性肌力作用[18-19]；③Apelin-APJ系統(tǒng)可以促進血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的分裂，調(diào)控新生血管形成[20-21]。同時，Apelin-APJ系統(tǒng)還可以通過減少肝細胞糖原的合成，增加機體對葡萄糖的利用，從而改善糖尿病患者的體內(nèi)胰島素抵抗狀態(tài)[22]。除在外周組織分布廣泛外，Apelin-APJ系統(tǒng)還可在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用。動物實驗表明，在小鼠側(cè)腦室注射Apelin-13能夠劑量依賴性地抑制結(jié)腸排珠和排便，提示Apelin-APJ系統(tǒng)在中樞水平參與了腸道功能的調(diào)控[23]。

Apelin一直被認為是APJ的唯一配體，直至2013年Chng等[24]以斑馬魚為模型發(fā)現(xiàn)了一種新的APJ內(nèi)源性多肽配體，命名為Apela/ELABELA/Toddler(以下簡稱為ELA)。編碼ELA的APELA基因位于第4號染色體上，基因產(chǎn)物是一個由54個氨基酸組成的前蛋白，其主要結(jié)構(gòu)包括N端的含有22個氨基酸的信號肽以及具有生物活性的ELA-32肽。與Apelin-55一樣，對ELA-32進行氨基酸序列的分析表明該多肽存在多個酶切位點，經(jīng)過剪切后可產(chǎn)生ELA-22、ELA-21、ELA-11三種具有不同生物學效應的多肽[25]。對于哺乳動物，不同的ELA多肽保留了相同序列的C端，且C端的13個氨基酸均是不變的[26-28]。

與Apelin在多種組織中廣泛分布不同，ELA主要分布在人的腎臟和胚胎干細胞中，在心臟和血管內(nèi)皮細胞中也有表達[29]。ELA在人胚胎干細胞中高度表達，但在細胞分化后表達迅速減少，ELA這種表達的時空特異性提示其在胚胎發(fā)育過程中起重要作用，與胚胎發(fā)育過程中維持內(nèi)胚層的正確分化有關[30]。與Apelin相似，ELA-APJ系統(tǒng)在心血管系統(tǒng)中可減弱縮血管因子的作用起到降血壓的效果，其依賴胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路與APJ受體結(jié)合發(fā)揮對心肌細胞的正性肌力作用，以及抑制血管緊張素Ⅱ誘導的心肌肥厚、纖維化和纖維化基因表達起到保護心臟的作用[31]。另外，ELA還可以抑制急性腎損傷發(fā)生時的細胞死亡、DNA損傷反應和炎癥細胞滲透，改善腎臟損傷[32]；ELA在不同嚴重程度的糖尿病腎病中表達量不同，提示ELA可能是糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展中的重要預測指標或潛在的治療靶點[33]。

2 Apelinergic信號軸在子癇前期發(fā)生及發(fā)展中的作用

2.1Apelin/APJ系統(tǒng) 血管內(nèi)皮細胞損傷是子癇前期發(fā)病的中心環(huán)節(jié)。子癇前期患者滋養(yǎng)細胞淺著床，導致胎盤灌注不足、缺血缺氧，引起胎盤源性毒性物質(zhì)產(chǎn)生、血管內(nèi)毒性物質(zhì)和炎癥介質(zhì)增多，進而造成全身血管內(nèi)皮損傷。進一步受損的血管內(nèi)皮細胞釋放的舒、縮血管因子失衡，引發(fā)血管收縮、血管通透性增加，最終導致高血壓、蛋白尿等一系列子癇前期癥狀。近年來，從保護血管內(nèi)皮細胞損傷出發(fā)，促進血管內(nèi)皮細胞增殖、遷移，抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡，作為一種子癇前期治療的新方法被認為具有良好的應用前景[34-35]。

研究表明，APJ受體在小鼠和斑馬魚的胚胎內(nèi)皮細胞中高度表達[36]；當敲除小鼠的Apelin基因時，胚胎中血管數(shù)量、分支減少，管徑變窄，提示Apelin-APJ系統(tǒng)在胚胎發(fā)育過程中具有促進內(nèi)皮細胞增殖、新生血管形成和調(diào)控血管管徑的作用[13]。另外，Apelin-APJ系統(tǒng)還可通過調(diào)控一氧化氮來維持血管張力，一氧化氮的激活依賴于L-精氨酸的生物利用度，一氧化氮分子的釋放可以激活下游可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，可溶性鳥苷酸環(huán)化酶可以促進環(huán)鳥苷酸的生成，進一步使環(huán)鳥苷酸介導的蛋白激酶G激活，從而促進血管舒張。在子癇前期的發(fā)病過程中，L-精氨酸的生物利用度下降，組織內(nèi)活性氧水平升高使得內(nèi)皮細胞中的一氧化氮異?？焖俳到?，并通過一氧化氮-環(huán)鳥苷酸-蛋白激酶G通路引起血管收縮。Apelin/APJ系統(tǒng)可以促進磷脂酰肌醇-3-激酶通路磷酸化，激活一氧化氮合酶，誘導一氧化氮的生成；同時，Apelin還可以抑制活性氧的形成，減少一氧化氮的降解，從而調(diào)控血管的舒張起到降壓作用。有文獻報道，Apelin/APJ系統(tǒng)可以通過抑制血管緊張素Ⅱ的縮血管作用而舒張血管，但其具體機制尚不清楚[37]。

2.2ELA/APJ系統(tǒng) 妊娠中晚期時細胞滋養(yǎng)細胞突破外層的合體滋養(yǎng)細胞，侵入子宮蛻膜及子宮螺旋動脈至子宮肌層1/3段，以形成滿足胎兒生長的低阻力動脈系統(tǒng)。在大部分子癇前期患者體內(nèi)，由于滋養(yǎng)細胞淺著床，這種螺旋動脈的生理性變化僅發(fā)生于蛻膜段，使得動脈管徑較小、胎盤灌注不足繼而發(fā)生一系列全身反應[38]。編碼ELA的APELA基因主要表達在胎盤的滋養(yǎng)細胞層，APELA基因表達缺失會引起合體滋養(yǎng)細胞分化延遲，影響胎盤結(jié)構(gòu)的形成。這種生理性血管重鑄現(xiàn)象依賴于滋養(yǎng)細胞侵襲過程中發(fā)生的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，Lash等[39]報道，在子癇前期發(fā)病過程中腫瘤壞死因子-β可以上調(diào)滋養(yǎng)細胞內(nèi)上皮鈣黏素和β聯(lián)蛋白的表達，抑制上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，進而影響滋養(yǎng)細胞的侵襲。子癇前期患者體內(nèi)腫瘤壞死因子-β、上皮鈣黏素的表達量增加，內(nèi)皮鈣黏蛋白表達量減少也驗證了這一觀點[39-40]。研究發(fā)現(xiàn)在肝纖維化模型中，ELA/APJ系統(tǒng)的活化可以抑制體內(nèi)腫瘤壞死因子-β的表達[41]。故推測在滋養(yǎng)細胞侵襲過程中，ELA/APJ系統(tǒng)可能主要起到抗衡這種腫瘤壞死因子-β對上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的抑制作用，促進胎盤血管重鑄，改善胎盤的功能[13]。

3 Apelinergic系統(tǒng)在子癇前期中的表達

3.1Apelin 有學者取重度子癇前期患者的胎盤組織進行分析發(fā)現(xiàn)，Apelin的表達量較正常妊娠患者降低，而在輕度子癇前期或子癇前期合并胎兒生長受限的患者中并未發(fā)生顯著變化[15,42]。子癇前期是基于內(nèi)皮細胞受損而發(fā)生發(fā)展，由于內(nèi)皮細胞受損，故正常表達于血管內(nèi)皮細胞內(nèi)的Apelin減少，這解釋了重度子癇前期患者胎盤組織中Apelin表達量降低的現(xiàn)象[43-44]。研究者發(fā)現(xiàn)，外周血中Apelin的表達趨勢似與胎盤組織中相反，如早發(fā)型重度子癇前期患者外周血中的Apelin表達量增高，而胎盤組織中表達量降低[15]。這可能是母體為了改善子癇前期的高血壓狀態(tài)而呈現(xiàn)的一種反饋調(diào)節(jié)，外周血中Apelin含量的增加可能起到了重要的降壓作用。此外還有研究發(fā)現(xiàn)，在胎兒循環(huán)中Apelin水平高于母體循環(huán)的水平，分娩后母體循環(huán)Apelin水平迅速下降[45-46]，提示胎盤可能是Apelin的來源之一，胎盤可能參與母體內(nèi)Apelin循環(huán)，影響外周血中Apelin的含量，但目前的調(diào)控機制尚不清楚。

3.2ELA 有研究者分析了子癇前期患者體內(nèi)ELA的表達情況發(fā)現(xiàn)，與正常妊娠孕婦相比，早發(fā)型子癇前期患者外周血中ELA的表達量無顯著變化；而晚發(fā)型子癇前期患者外周血中ELA的表達量升高，且與患者的年齡和體質(zhì)指數(shù)有關，其中年輕和高體質(zhì)指數(shù)患者外周血中ELA的表達量升高更為顯著[14]。與此相反，Zhou等[47]發(fā)現(xiàn)重度子癇患者體內(nèi)ELA的表達量降低。也有研究報道，子癇前期患者外周血中的ELA水平較正常妊娠患者無明顯變化[48]。不同研究中子癇前期患者外周血中測出的ELA水平不同，這可能與不同樣本中孕婦的年齡、孕周、體質(zhì)指數(shù)以及樣本量有關，但還需擴大地域、樣本量進行研究。目前，對于ELA在子癇前期患者胎盤中的表達量研究甚少，對于母體血中ELA的來源問題以及相關調(diào)控尚不清楚，需進一步研究。

3.3受體APJ 取子癇前期患者的胎盤組織進行分析發(fā)現(xiàn)，共受體APJ的表達量與正常妊娠孕婦相比無顯著變化[15]。在減少胎盤灌注壓(reduced uterine perfusion pressure,RUPP)誘導的子癇前期動物模型中，孕鼠胎盤組織的APJ受體表達量增加[49]。由于APJ在子癇前期孕鼠胎盤組織中的表達增加，故推測Apelin或ELA體內(nèi)含量不足可能是子癇前期發(fā)病的主要原因，這為外源性補充Apelin/ELA治療子癇前期的有效性提供了依據(jù)。與Apelin、ELA相似，APJ受體在不同研究人群胎盤組織中的表達量不同，因此還需控制變量、擴大研究人群進行進一步的研究。除胎盤外，子癇前期的另一重要靶器官為腎臟，因而在構(gòu)建子癇前期的相關動物模型時，還應考慮檢測腎臟中APJ的變化。

4 Apelinergic系統(tǒng)作為子癇前期治療的靶點

目前，Apelinergic系統(tǒng)在心血管病研究領域已取得了重要成果。研究發(fā)現(xiàn)，Apelin/ELA通過與APJ結(jié)合可以降低血壓，改變心房電生理以及保護缺血的心肌細胞，是心血管疾病預防和治療的新靶點[50]。近年來，Apelinergic系統(tǒng)對妊娠期高血壓疾病的治療作用引起了學者們的關注。研究表明，ELA具有直接促進血管舒張以及刺激利尿的作用，從而降低血壓[51]。除了已明確的降壓作用外，其在改善胎盤病理和保護子癇前期腎損傷等方面也起了重要作用。在減少胎盤灌注壓誘導的子癇前期動物模型中，外源性補充Apelin不僅改善了孕鼠的高血壓和蛋白尿癥狀，還增加了胎盤利用率，降低了胎兒生長受限的發(fā)生率[52]。APELA基因敲除小鼠中補充ELA不僅可以緩解子癇前期過程中發(fā)生的高血壓、蛋白尿和胎兒生長受限癥狀，還可以增強滋養(yǎng)細胞的侵襲能力，減輕子癇前期胎盤血管重鑄障礙，改善子癇前期胎盤的病理過程[13,51]?？紤]到多肽較化學藥物具有穩(wěn)定性差、半衰期短等缺點，目前針對Apelin/ELA的空間結(jié)構(gòu)進行改造以增加其穩(wěn)定性的文獻報道較少，同時也由于Apelinergic系統(tǒng)分布廣泛，其作用的特異性欠佳，未來可通過多肽截斷、突變尋找關鍵的作用序列，并在增加多肽穩(wěn)定性、靶向性等方面進行研究。

5 小 結(jié)

Apelinergic系統(tǒng)分布廣泛，對維持正常的生理功能具有重要作用。Apelin/ELA在子癇前期患者體內(nèi)表達存在差異，外源性補充Apelin/ELA可以緩解子癇前期動物模型的高血壓、蛋白尿癥狀，改善胎盤、腎臟病理，降低鼠仔生長受限的發(fā)生率。上述一系列研究提示，Apelinergic系統(tǒng)可能參與了子癇前期的發(fā)病機制，其可能在子癇前期的預測、治療中發(fā)揮作用。但目前該系統(tǒng)在子癇前期方面的研究尚不成熟，Apelin/ELA/APJ在子癇前期患者胎盤、外周血中的表達變化還需擴大樣本、地區(qū)進行研究，外周血中Apelin/ELA來源以及作用機制尚不清楚。此外，Apelin/ELA對血管內(nèi)皮、滋養(yǎng)細胞的促增殖、促侵襲和抗侵襲作用提示，其可能不僅可以緩解子癇前期的臨床癥狀，在自發(fā)性流產(chǎn)、復發(fā)性流產(chǎn)和胎兒生長受限等胎盤源性疾病方面也可能具有潛在的臨床應用價值。