王 芳,馬 紅,劉 娣
(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧研究所,哈爾濱 150000)
輸卵管妊娠是婦產(chǎn)科常見急癥,嚴(yán)重影響人類的生殖健康。而胚胎滯留在輸卵管中被認(rèn)為是引起異位妊娠的重要原因之一。輸卵管是雌性生殖道的一部分,連接卵巢和子宮,負(fù)責(zé)將胚胎運(yùn)輸?shù)阶訉m中。目前的研究表明,輸卵管的胚胎運(yùn)輸過程受到多種因素調(diào)控,明確這些調(diào)控機(jī)制對(duì)于闡明輸卵管異位妊娠的發(fā)病機(jī)制及其防治具有重要意義,文章就影響輸卵管的胚胎運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控機(jī)制綜述如下。
在解剖學(xué)上,小鼠的輸卵管結(jié)構(gòu)包括傘部、壺腹部、峽部和宮管結(jié)合處四部分[1]。傘部位于輸卵管的最前端,開口朝向卵巢并接收卵巢排出的卵。挨著傘部的膨大部分是壺腹部,位于傘部下面具有相對(duì)狹窄腔的部分是峽部,最后面連接峽部和子宮的過度區(qū)域是宮管結(jié)合處??拷殉矀?cè)的傘部含有大量具纖毛的細(xì)胞。峽部的輸卵管上皮由矮的假?gòu)?fù)層柱狀上皮組成,大部分是不具纖毛的分泌細(xì)胞,可以產(chǎn)生輸卵管液,峽部的分泌細(xì)胞數(shù)量多于壺腹部。不同物種中輸卵管肌層結(jié)構(gòu)有些差別,一般均具有外部的縱行肌和內(nèi)部的環(huán)形肌[2]。小鼠傘部不存在明顯的肌層,僅有一些細(xì)而長(zhǎng)的細(xì)胞,它們不具備明顯的肌細(xì)胞特征。壺腹部肌層很薄,肌層厚度從上至下逐漸增加,到壺腹部下部時(shí)分為內(nèi)部環(huán)形肌和外部縱行肌兩層。而峽部具有較厚的肌層,縱行肌和環(huán)形肌可以清楚地區(qū)別開,其中環(huán)形肌占主要部分。在宮管結(jié)合處,平滑肌細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和子宮肌層細(xì)胞類似,這個(gè)區(qū)域的環(huán)形肌層更厚,可能存在括約?。?]。
峽部輸卵管中含有發(fā)達(dá)的平滑肌層和相對(duì)較少具有纖毛的上皮細(xì)胞,所以纖毛被認(rèn)為在輸卵管峽部的胚胎運(yùn)輸中發(fā)揮較少的作用。而壺腹部的上皮細(xì)胞中含有大量的纖毛,被認(rèn)為參與卵的運(yùn)輸。臨床研究發(fā)現(xiàn)患有“不動(dòng)纖毛綜合征”的婦女是不育的[4]。大鼠和兔上的研究結(jié)果也表明,壺腹部上皮細(xì)胞的纖毛擺動(dòng)對(duì)卵的運(yùn)輸是非常重要的。輸卵管平滑肌的收縮活性被抑制后,卵仍然能夠運(yùn)輸,只是運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生了變化,由快速前后擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛蜃訉m的單向運(yùn)動(dòng)[5]。同樣,大鼠輸卵管的肌肉收縮活性被抑制后,壺腹部的纖毛運(yùn)輸微球替代物的速度不受影響[6]。但是Dixon等用L 型鈣離子通道阻斷劑尼卡地平抑制輸卵管平滑肌的收縮,得到了不同的結(jié)論,他們發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞的纖毛擺動(dòng)不受影響,但胚胎的運(yùn)輸卻被抑制了[7]。
輸卵管的肌肉收縮是調(diào)控輸卵管胚胎運(yùn)輸?shù)闹匾绊懸蛩?。目前的研究表明,類固醇激素、前列腺素、氣體分子和大麻素都參與調(diào)控輸卵管肌肉收縮。
雌激素(E2)和孕酮(P4)是通過各自的受體發(fā)揮作用[8-9]。雌激素受體(ER)和孕酮的受體(PR)在輸卵管中高度表達(dá)[10-11]。Gerardo 等的研究表明,輸卵管峽部ERα 缺失后導(dǎo)致胚胎滯留在輸卵管中[12]。E2 對(duì)輸卵管胚胎運(yùn)輸?shù)淖饔眯Ч騽┝俊⑽锓N、作用時(shí)期等因素而有所不同。在小鼠中,低劑量的E2(1 μg)引起胚胎滯留在壺腹部-峽部連接處,而高劑量的E2(>1 μg)則會(huì)引起胚胎在輸卵管中加速運(yùn)輸。但是在大鼠中,不同劑量的E2 都會(huì)導(dǎo)致胚胎加速運(yùn)輸,胚胎不會(huì)滯留在輸卵管中[13]。此外在注射劑量不變的前提下,注射激素的時(shí)期不同又會(huì)對(duì)輸卵管運(yùn)輸產(chǎn)生不同的影響。給兔注射人絨毛膜促性腺激素(hCG)之前或注射同時(shí)施加E2,會(huì)導(dǎo)致胚胎滯留在壺腹部-峽部連接處,而在注射hCG后再注射E2會(huì)導(dǎo)致峽部加速運(yùn)輸胚胎[14]。另外將妊娠第一天大鼠卵巢切除后,血液中孕酮含量迅速下降,輸卵管運(yùn)輸加速,外源補(bǔ)充孕酮會(huì)阻止這種加速作用[15]。此外,和處于發(fā)情周期中的大鼠相比,妊娠的大鼠血液中具有更高的P4 含量和更高比例的P4/E2。相應(yīng)地,胚胎在妊娠大鼠輸卵管中停留的時(shí)間比處于發(fā)情周期的大鼠長(zhǎng)一天[16]。
前列腺素(PG)是一個(gè)二十碳不飽和脂肪酸,它含有兩個(gè)脂肪酸側(cè)鏈和一個(gè)環(huán)戊烷。在磷脂酶A2 的作用下,將花生四烯酸從磷脂膜中釋放到基質(zhì)中,然后在環(huán)氧合酶(COX)的作用下形成環(huán)內(nèi)過氧化物PGG2,然后又轉(zhuǎn)變?yōu)镻GH2。PGH2在不同的前列腺素合成酶的作用下形成PGE2、PGI2、PGD2、PGF2a和TXA2。這些前列腺素通過相應(yīng)的受體發(fā)揮作用,這些受體分別是EP、IP、DP、FP 和TP,EP又進(jìn)一步分為EP1、EP2、EP3和EP4四個(gè)亞型。前列腺素及其受體在很多物種的輸卵管中表達(dá)。馬的輸卵管峽部和壺腹部上皮細(xì)胞中高度表達(dá)PGE2 的受體EP2 和EP4[17]。人類輸卵管能夠合成大量的PGI 和PGE2,并且輸卵管平滑肌上表達(dá)前列環(huán)素合成酶(PGIS)和前列環(huán)素受體(IP)。添加PGI 的類似物伊洛前列素能夠抑制輸卵管縱行肌和環(huán)形肌的活力[18]。小鼠輸卵管中,EP4 和COX1在上皮細(xì)胞中表達(dá),而EP2在平滑肌細(xì)胞中表達(dá),PGIS在上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中都表達(dá),同時(shí)小鼠輸卵管自身能產(chǎn)生大量的PGI2和PGE[19]。早期在兔上的試驗(yàn)結(jié)果證實(shí),PGE 系列促進(jìn)輸卵管松弛而PGF 系列促進(jìn)輸卵管收縮[20]。PGE 和PGF對(duì)人類輸卵管的調(diào)控效果因輸卵管的部位不同而有所差異。在人類輸卵管的壺腹部-峽部連接處添加PGE2 和PGF2,會(huì)增加肌肉收縮,但PGE1使肌肉收縮降低[21]。PGE2抑制人類輸卵管壺腹部縱行肌和環(huán)形肌的收縮活性,PGF2a 刺激壺腹部的收縮[22]。
2014 年,Li 領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)一種氣體信號(hào)分子硫化氫(H2S)參與調(diào)控輸卵管運(yùn)輸。他們發(fā)現(xiàn),人輸卵管中存在H2S合成的關(guān)鍵酶胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)和胱硫醚-β-合成酶(CBS),并且在異位妊娠的人類輸卵管中CSE和CBS含量高于正常妊娠的輸卵管。體外試驗(yàn)也證明,產(chǎn)生的H2S氣體能夠減緩人類輸卵管的收縮。敲除小鼠CBS導(dǎo)致大量的胚胎滯留在輸卵管中,補(bǔ)充硫氫化鈉可以明顯挽救CBS 敲除后造成的輸卵管胚胎滯留。研究表明,無論H2S信號(hào)系統(tǒng)的增強(qiáng)或者減弱都會(huì)造成胚胎滯留在輸卵管中,不能正常到達(dá)子宮[23]。
除了H2S 外,一氧化氮(NO)是輸卵管分泌的另一種氣體分子。NO是由一氧化氮合成酶(NOS)以L-精氨酸作為底物合成的。NOS 有三個(gè)亞型,分別是nNOS、iNOS 和eNOS。nNOS 和eNOS 呈組成性表達(dá),而iNOS 是在免疫分子、氧化壓力或者炎癥刺激等因素的誘導(dǎo)下表達(dá)的,并且iNOS 表達(dá)的增加會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的NO[24-25]。大鼠和人類的輸卵管上皮細(xì)胞中表達(dá)的NOS 有三種亞型:nNOS、eNOS 和iNOS,人輸卵管的峽部和壺腹部的平滑肌細(xì)胞中僅表達(dá)iNOS[26-27]。研究表明,在人類輸卵管的峽部組織中添加NO 合成抑制劑LNAME 后,輸卵管的收縮活性增強(qiáng);而添加NO 供體L-精氨酸后,人輸卵管的收縮能力先瞬間加強(qiáng)隨后降低[28]。大鼠的體內(nèi)試驗(yàn)也證實(shí)NO 對(duì)輸卵管有松弛作用,在卵巢囊中注射NOS 抑制劑可以使輸卵管收縮從而加速胚胎運(yùn)輸[29]。但在牛輸卵管上的研究卻得到不同的結(jié)論,添加NO 后供體L-精氨酸或者NO 抑制劑L-NAME 對(duì)于牛輸卵管的收縮沒有明顯效果[30]。
AEA和2-AG是主要的內(nèi)源大麻素,它們主要通過大麻素受體CB1和CB2發(fā)揮作用[31]。內(nèi)源大麻素系統(tǒng)的平衡很重要,大麻素信號(hào)的沉默或者增強(qiáng)都會(huì)破壞輸卵管肌肉的收縮和舒張的協(xié)調(diào),從而導(dǎo)致胚胎滯留在輸卵管中。據(jù)報(bào)道,小鼠中敲除CB1 和CB2 導(dǎo)致大麻素系統(tǒng)沉默,引起大量胚胎滯留在輸卵管中。CB1 和α1、β2 腎上腺素受體共定位表達(dá),都在小鼠輸卵管峽部區(qū)域的肌層中表達(dá)。補(bǔ)充β腎上腺素受體激動(dòng)劑異丙腎上腺素可以挽救由于敲除CB1造成的輸卵管胚胎滯留問題。而另一方面野生型小鼠持續(xù)暴露在AEA類似物中導(dǎo)致大麻素系統(tǒng)增強(qiáng)還會(huì)導(dǎo)致大量的胚胎滯留在輸卵管中[32]。
胚胎在運(yùn)動(dòng)時(shí)是漂浮在輸卵管中的,所以輸卵管液的流動(dòng)對(duì)于胚胎運(yùn)輸?shù)挠绊懸彩遣豢珊鲆暤?。輸卵管液來自于血漿的滲出和上皮細(xì)胞的分泌作用。小鼠中,在峽部的上三分之一部分和壺腹部-峽部連接處的單向推動(dòng)作用下,輸卵管液從峽部向壺腹部流動(dòng),最終通過卵巢囊上面的孔隙進(jìn)入腹膜腔,輸卵管液的這種朝向卵巢的流動(dòng)對(duì)于受精反應(yīng)是非常有利的[33]。另外,排卵后的卵丘-卵母細(xì)胞復(fù)合物在纖毛擺動(dòng)的驅(qū)使下朝向子宮運(yùn)動(dòng),但是卻被朝向卵巢方向的輸卵管液阻止在壺腹部-峽部連接處。早期的研究顯示,隨著卵細(xì)胞從壺腹部運(yùn)輸?shù)綅{部的過程,輸卵管液的體積減小[34],這對(duì)于胚胎通過壺腹部-峽部連接處、朝向子宮運(yùn)動(dòng)具有重要意義。然而輸卵管液的調(diào)控機(jī)制仍然不清楚,最近來自Enrica Bianchi 等的研究揭示了輸卵管液調(diào)控輸卵管胚胎運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)制。研究表明,G 偶聯(lián)蛋白Adgrd1 表達(dá)于輸卵管上皮細(xì)胞,被位于卵丘細(xì)胞表面的Plxdc2 激活后,可以減少輸卵管液的產(chǎn)生,從而幫助胚胎通過壺腹部-峽部連接處。敲除Adgrd1后,輸卵管液的流向紊亂,導(dǎo)致胚胎滯留在輸卵管中[35]。
早期的研究表明,胚胎的狀態(tài)會(huì)影響輸卵管的運(yùn)輸速度。在早些階段,科學(xué)家研究了蝙蝠和馬,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)物種中受精卵和未受精卵運(yùn)輸情況是不同的,未受精的卵常常留在輸卵管中,只有受精卵能進(jìn)入子宮[36-37]。Croxatto領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在研究大鼠、小鼠和倉(cāng)鼠輸卵管的運(yùn)輸情況時(shí)發(fā)現(xiàn),這些物種中受精卵和未受精卵最后均能進(jìn)入子宮,但是速度不同。小鼠和倉(cāng)鼠中,受精卵比未受精卵更快進(jìn)入子宮。而大鼠受精卵和未受精卵在輸卵管中的運(yùn)輸速度是相似的,但是將倉(cāng)鼠受精卵和未受精卵移植到假孕第一天大鼠的輸卵管后,受精卵比未受精卵更快進(jìn)入子宮[38-40]。但是,這些不同狀態(tài)的胚胎在輸卵管中運(yùn)輸速度差異的分子機(jī)制一直不清楚。近年來的研究表明輸卵管和胚胎并不是孤立的,二者之間存在緊密的相互對(duì)話[41]。大鼠輸卵管中產(chǎn)生的腎上腺髓質(zhì)素能夠增加纖毛擺動(dòng),抑制輸卵管收縮[42],牛輸卵管中產(chǎn)生的腎上腺髓質(zhì)素能夠增加輸卵管液的流動(dòng)速度[43]。反過來,輸卵管中存在的精子也能夠增加輸卵管分泌的腎上腺髓質(zhì)素含量[42]。
輸卵管的胚胎運(yùn)輸是一個(gè)復(fù)雜的過程,很多因素參與其調(diào)控過程。目前的研究揭示了纖毛的擺動(dòng)、肌肉收縮、輸卵管液的流動(dòng)和胚胎的狀態(tài)都會(huì)影響胚胎在輸卵管中的運(yùn)輸,但是這些因素影響輸卵管胚胎運(yùn)輸?shù)木唧w分子機(jī)制仍然不清楚。相信隨著輸卵管運(yùn)輸機(jī)制的逐漸明晰,會(huì)給輸卵管異位妊娠的治療提供新思路。