吳 珊,楊麗莎,謝 楊,左劍波,蔡文杰，薛立群

（1.湖南農業(yè)大學動物醫(yī)學院,湖南長沙410128；2.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長沙410131）

PPARγ對胎盤發(fā)育作用的研究進展※

吳 珊1,楊麗莎1,謝 楊1,左劍波2,蔡文杰2，薛立群1

（1.湖南農業(yè)大學動物醫(yī)學院,湖南長沙410128；2.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長沙410131）

PPARγ屬于配體依賴性核受體轉錄因子，是調節(jié)目標基因表達的核受體轉錄因子超家族成員，對胎盤的發(fā)育及其血管的發(fā)生具有重要的作用。本文綜述了近些年來人們在PPARγ與胎盤發(fā)育方面取得的研究進展，重點介紹了PPARγ的基本特性以及對胎盤發(fā)育及胎盤血管生成的調節(jié)作用。

胎盤；發(fā)育；PPARγ；畜牧；研究進展

在畜牧生產中，多胎動物的窩產仔數(shù)性能具有重要的經濟價值。它主要受到情期排卵數(shù)、子宮容量及胎盤效率等因素的影響。在排卵數(shù)和子宮容量因素相對穩(wěn)定的情形下，妊娠個體間胎盤發(fā)育的差異性可能導致胎盤效率的不同。胎盤是胎兒在母體內生長發(fā)育的重要器官。胎兒通過胎盤血液循環(huán)系統(tǒng)，與母體之間完成氣體、營養(yǎng)物質以及代謝產物的轉運與交換。鑒于胎盤的發(fā)育及血管化程度決定了胎盤效率，人們試圖利用有限的子宮容量，通過提高胎盤效率，增加子宮的空間效應與營養(yǎng)供應能力，擴大多胎動物的產仔效率。隨著人們對胎兒及其胎盤發(fā)育研究的不斷深入，新發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPARs)對胎盤的發(fā)育及其血管的發(fā)生具有重要的作用。相關研究不僅為探討胚胎發(fā)育遲緩或胚胎死亡的機制提供新理論視角，也為提高多胎動物窩產仔性能提供理論指導。

1 過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)

PPARs屬于配體依賴性轉錄因子,是調節(jié)目標基因表達的核受體轉錄因子超家族成員。根據(jù)結構的不同，PPARs可分為 PPARα(NR1C1)、PPARβ/δ(NR1C2)和 PPARγ(NR1C3)三種類型，分別由各自的基因編碼。PPARs的3種亞型在結構、功能、組織學分布上均有差異，其中PPARγ廣泛分布在脂肪組織、心臟、肝臟、胰腺、脾臟、胃腸等組織中，具有多種生物學作用，參與調節(jié)脂質代謝、免疫細胞活化、組織重構、血管發(fā)生、類固醇生成等生理活動。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，PPARγ在胎盤中也有大量表達，在胎盤發(fā)育及胎盤血管的形成等過程中發(fā)揮重要作用。

PPARs的活性受配體調節(jié)。PPARs與配體結合而被激活，能夠與核受體視黃醛衍生物X受體（RXR）聚合成為異源二聚體，進而結合到靶基因啟動子區(qū)域的PPAR反應元件（PPRE）上，調控靶基因的轉錄，產生特定的生物學效應。PPARs的配體物質可分為內源性配體和外源性的配體。內源性配體物質主要來源于體內形成的多不飽和脂肪酸、類花生酸（8-HETE，PGJ2，PGA1，PGI2，Leukotriene B4）、溶血磷脂酸、氧化低密度脂蛋白。外源性配體物質包括一些植物的藥用成分和人工合成的化學制劑與藥物等，例如植物的金雀異黃素，治療糖尿病的噻唑烷酮類化合物（Thiazolidinediones,TZD）或格列酮類（羅格列酮、曲格列酮、吡格列酮等），貝特類降脂藥，一些非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥物（如消炎痛、布洛芬）等。

2 PPARγ與胎盤發(fā)育

研究表明，PPARγ在胎盤組織中呈現(xiàn)高表達，并在胎盤發(fā)育中起到重要作用，影響滋養(yǎng)層細胞的增殖與分化。研究發(fā)現(xiàn)，嚙齒動物中PPARγ在胎盤海綿滋養(yǎng)層細胞和迷路滋養(yǎng)層細胞中大量表達（Barak Y等,1999；Asami-Miyagishi R等，2004），PPARγ 的缺失可引起胎盤發(fā)育異常。BARAK等學者的研究發(fā)現(xiàn)，缺失PPARγ基因的小鼠胚胎出現(xiàn)嚴重的胎盤缺陷，胚胎在發(fā)育第10天死亡；但通過嵌合恢復PPARY基因的胚胎可以修復胎盤發(fā)育缺陷，胚胎正常發(fā)育至出生（Barak Y等,1999）。這種PPARγ缺失小鼠的胎盤發(fā)育出現(xiàn)胎盤迷路區(qū)變小，血管無滲透功能，母體的血竇擴張破裂；迷路滋養(yǎng)層細胞不能正常分化，海綿滋養(yǎng)層細胞異常地吞噬母體紅細胞等病理學變化。同樣，在缺失PPARγ的異源共聚體RXRα的小鼠中也觀察到類似的變化并發(fā)生胚胎死亡（Sapin et al.,1997）。

在人胎盤組織中PPARγ主要在滋養(yǎng)層細胞中表達，出現(xiàn)在絨毛滋養(yǎng)層細胞（VCT）、合體滋養(yǎng)層細胞（ST）、絨毛外滋養(yǎng)層細胞（EVCT）和錨定絨毛部位的滋養(yǎng)細胞柱，參與調節(jié)滋養(yǎng)層細胞的分化與侵襲。體外細胞實驗表明，PPARγ具有誘導滋養(yǎng)層細胞分化作用（Schaiff,WT等,2000），可以抑制絨毛外滋養(yǎng)層細胞的侵襲和遷移（Tarrade,A等,2001）。人的許多妊娠疾病是因胎盤滋養(yǎng)層細胞的分化及功能異常所致，如先兆子癇、胎兒生長遲緩等。在人的胎盤中被活化的PPARγ可以誘導滋養(yǎng)層細胞的脂質沉積，絨毛的細胞滋養(yǎng)層細胞分化，抑制滋養(yǎng)層細胞侵襲。PPARγ和RXR激動劑單獨或聯(lián)合使用可增加初級滋養(yǎng)細胞的脂質吸收和積聚（SchaiffWT等,2006）；活化的PPARγ可刺激胎盤細胞滋養(yǎng)層細胞分化為絨毛滋養(yǎng)層細胞，增強其內分泌功能,進而調節(jié)細胞滋養(yǎng)層細胞分化及侵入等過程,利于胎盤形成和發(fā)育。然而，母胎界面集聚的氧化低密度脂蛋白（LDLs）含有PPARγ激動劑和高水平的肝X受體 (LXR)的配體（羥固醇），胎盤集聚過多的氧化低密度脂蛋白可能導致子癇前期的發(fā)生（Fournier T等,2008）。此外，體內誘導激活PPARγ可以影響胎盤形態(tài)的變化以及脂肪酸的聚集使胎兒生長遲緩（Schaiff等，2007）。因此，母胎界面配體過度激活PPARγ將損害著床、胎盤化和胚胎發(fā)育（Fournier T等,2011）。

PPARγ在其他動物組織如妊娠圍植入期豬子宮組織、豬子宮絨毛膜、狗胎盤和母羊的胎盤子葉都有較高的表達，提示它們在妊娠過程可能發(fā)揮著重要作用（孔路軍等，2006；Lord 等，2006；Zhu等，2010；Kowalewski等，2011）。研究發(fā)現(xiàn)，妊娠母豬子宮內膜有PPARγ表達，妊娠25天子宮內膜PPARγ1 mRNA水平比妊娠15天明顯升高；在發(fā)情周期第15天、妊娠第15天和25天的子宮內膜以及妊娠25天的胚胎滋養(yǎng)層細胞中都能檢測到PPARγ 1的表達（Kowalewski等，2011）。

3 PPARγ與胎盤血管的發(fā)生

胎盤是哺乳動物胎兒發(fā)育的重要器官，胎兒和母體之間依賴于胎盤血液循環(huán)完成氣體交換，獲取營養(yǎng)物質和排泄代謝產物。因此，胎盤血管的形成對于胎盤循環(huán)的建立以及胎兒的生長發(fā)育是十分關鍵的。通過血管發(fā)生（vasculogenesis）和血管生成（angiogenesis）過程，母體胎盤和胎兒胎盤分別形成廣泛的血管網系統(tǒng)，建立胎盤血液循環(huán)系統(tǒng)。在胎盤及其血管的發(fā)育中，血管發(fā)生是從成血管細胞開始形成血管結構的過程，滋養(yǎng)層與胚外體腔中胚層結合形成指狀突起原始絨毛，繼而中胚層分化出血管和結締組織而發(fā)展為絨毛，成為與母體進行物質交換的胎兒胎盤部分。在這一過程中，首先是絨毛的間充質細胞分化形成血管內皮祖細胞和造血前體細胞，經過這些細胞增殖、遷移、條索狀聚集和細胞群裂隙的出現(xiàn)，分別形成原始的毛細血管管腔以及血液。此外，隨著尿囊迅速生長抵達滋養(yǎng)層，尿囊血管以血管生成方式將血管及血流引入尿囊所接觸區(qū)域的絨毛，形成血管網絡。與此同時，隨著胚胎及胎兒發(fā)育對子宮血液供應需求的增加，母體胎盤血管系統(tǒng)相應發(fā)生血管擴張、通透性增強并生成新的血管，伸入胎盤結構形成致密血管網或與母體血池相連，發(fā)展為與胎兒胎盤血管系統(tǒng)互為獨立的母體胎盤血管系統(tǒng)。在胎盤血管化的過程中，多種血管生成調節(jié)因子以及相應受體，如血管內皮生長因子家族(VEGFs)、成纖維生長因子家族(FGFs)、缺氧誘導因子(HIF)以及血管生成素(Ang)等參與血管生成的調節(jié)。近些年來人們新發(fā)現(xiàn)PPARγ參與血管生成的調節(jié)，與胎盤血管生成有密切關系。

在促血管生成的過程中，血管內皮生長因子（VEGF）發(fā)揮著重要作用，包括激活血管內皮，引起細胞外基質重構、內膜細胞遷移、增殖和分化，使之新血管形成。然而，在PPARγ功能研究中發(fā)現(xiàn)，PPARγ激動劑曲格列酮和環(huán)格列酮在體外實驗中可以抑制瘦素激活Akt的磷酸化，抑制VEGF誘導人臍靜脈血管內皮細胞的遷移（Goetze S等,2002.；Hamblin M等,2009)。研究還發(fā)現(xiàn)，PPARγ在血管內皮細胞中表達，抑制一些生長因子介導的血管內皮細胞增殖并引起凋亡（Law RE等，2000；Marx N等,1999）。體外實驗顯示，PPARγ激動劑配體可以抑制血管內皮細胞增殖、遷移以及平滑肌細胞、單核細胞和某些腫瘤細胞的生長，表明PPARγ具有抑制血管新生作用（Kim KY等,2006；Scoditti E等,2010)。在人臍靜脈內皮細胞中，促使PPARγ mRNA和蛋白表達的同時，PPARγ配體（15-deoxy-d-12,14-prostaglandin J2和噻唑烷二酮類藥物）抑制血管內皮細胞的增殖和小管形成，抑制VEGF受體和尿激酶纖溶酶原激活物表達，增加尿激酶纖溶酶原抑制物（PAI-1）表達,產生抑制VEGF誘導血管生成的作用（Xin X等,1999；Bourcier MN等,1999）。同樣也發(fā)現(xiàn)，藥物曲格列酮和羅格列酮等作為PPARγ配體物質可以抑制VEGF誘導的牛血管內皮細胞的增殖、遷移和小管形成。在動物試驗中人們也觀察到，胎盤缺失PPARγ的情況下，小鼠胎盤的發(fā)育和滋養(yǎng)層分化發(fā)生異常,胎盤的促血管生長因子（如Prl2c2）表達增加，胎盤的血管發(fā)生出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。此外，在妊娠的野生型小鼠中也發(fā)現(xiàn)，經PPARγ激動劑羅格列酮處理后，胚胎生長發(fā)育遲緩，胎盤只有少量清晰可見的血管，胎盤組織也遭到破壞，形態(tài)異常，胎盤中來自母體的血紅細胞顯著減少，胎盤和胚胎的發(fā)育生長均受到了損傷（Karim Nadra等,2010）。PPARγ的抗血管生成的作用機制較復雜，包括抑制VEGF受體和尿激酶纖溶酶原激活物的表達，抑制Akt的磷酸化和一氧化氮（NO）的產生與細胞凋亡，增加尿激酶纖溶酶原抑制物（PAI-1）的表達等。有研究認為，PPARγ可因抑制VEGF的作用而產生抗血管生成作用，阻斷VEGF通過PKCα（蛋白激酶Cα）依賴性途徑誘導CREB(環(huán)磷腺苷效應元件結合蛋白)調節(jié)COX-2表達的作用（Egeria Scoditti等,2010）。研究也發(fā)現(xiàn)，PPARα和PPARγ的激動劑通過VEGF依賴性機制刺激血管的發(fā)生(Biscetti F等,2008)，并與增加VEGF的表達和加強內皮一氧化氮合成酶(eNOS)和蛋白激酶Akt的磷酸化的有關。PPARγ的激動劑也可以通過對內皮祖細胞的作用促進血管生成。無疑，血管生成過程十分復雜，可能還涉及多重尚不了解的調節(jié)途徑。PPARγ激活血管生成的網絡化作用依賴于不同途徑之間的相互作用和串擾，也包括其它PPAR亞型作用之間的平衡。

胎盤血管生成過程嚴格受一些促血管生成和抗血管生成分子相互作用的調節(jié)，特異性作用于血管內皮細胞，如血管內皮生長因子（VEGF）和小鼠或大鼠催乳素超家族的Prl2c2和Prl7d1。研究表明，Prl2c2在小鼠胎盤滋養(yǎng)層巨細胞中表達，是主要的血管生成因子，對體外培養(yǎng)的內皮細胞具有趨化誘導作用，在體內可以刺激新血管的形成。此外，Prl2c2主要刺激植入期母體蛻膜組織重組和血管生長。相反，巨細胞和成膠質細胞層表達的Prl7d1具有抑制血管生成的作用，是主要的抗血管生成因子。在PPARγ缺失的小鼠中發(fā)生胎盤Prl2c2升高和Prl7d1降低的變化，這種PPARγ缺失與Prl7d1降低的一致性變化被認為與PPARγ缺失情況下巨細胞和成膠質細胞發(fā)育受限有關；相反，Prl2c2在PPARγ缺失胎盤中升高，但在PPAR激動劑羅格列酮處理的胎盤中Prl2c2降低并抑制胎盤血管生長，說明PPARγ對Prl2c2的表達具有直接抑制作用（Karim Nadra等,2010）。因此，Prl2c2和Prl7d1之間的平衡受到嚴格控制，以避免出現(xiàn)與病理性血管生成相關的胎盤生長異常。

如上所述，胎盤血管生成的過程對于胎盤循環(huán)的建立以及胎兒的生長發(fā)育是十分關鍵的.胎盤血管發(fā)育異常造成的胎兒發(fā)育不足，是胎兒發(fā)育延緩的重要原因。因此，深入研究PPARγ對胎盤及其血管發(fā)育的調節(jié)作用具有重要意義和價值?！?/p>

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Q78；S814.8

A

1006-4907（2014）03-0003-04

10.3969/j.issn.1006-4907.2014.03.002

※注：本論文得到國家自然科學基金項目（編號：31172377）的資助。通訊作者：薛立群。

2014-02-23