張力恒 邵 勇

1.重慶市渝北區(qū)人民醫(yī)院(401120)；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院

不良妊娠與胎盤功能障礙密切相關(guān)，但其機(jī)理尚不清楚。隨著胎盤的生長(zhǎng)以及胎兒發(fā)育的需要，胎盤細(xì)胞會(huì)在分娩前持續(xù)老化，但若內(nèi)外環(huán)境改變可加速細(xì)胞衰老，導(dǎo)致胎盤功能障礙[1]。最近研究發(fā)現(xiàn)不良妊娠胎盤組織有明顯早衰現(xiàn)象，比如子癇前期胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞端粒有明顯縮短[2]。也有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胎膜早破與胎盤過早衰老有關(guān)[3]。因此，本文就妊娠期并發(fā)癥與胎盤細(xì)胞衰老相關(guān)性研究進(jìn)行綜述。

1 胎盤細(xì)胞衰老

1.1 胎盤細(xì)胞衰老的原因

胎盤細(xì)胞衰老可由內(nèi)外刺激引起，比如端粒(控制細(xì)胞生物學(xué)年齡的DNA序列)縮短或功能失調(diào)、DNA損傷、線粒體功能障礙、高糖、氧化損傷等。妊娠狀態(tài)下滋養(yǎng)細(xì)胞會(huì)融合形成胎盤滋養(yǎng)層合體細(xì)胞，這個(gè)過程有助于胎盤的全面生長(zhǎng)和絨毛膜的持續(xù)損傷修復(fù)。研究已發(fā)現(xiàn)胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞端粒DNA損傷和端粒酶活性下降與胎盤的提早老化有緊密聯(lián)系[4]。目前研究最多的是活性氧(ROS)增多導(dǎo)致的氧化損傷，隨著妊娠的發(fā)展及胎兒生長(zhǎng)發(fā)育代謝的需要，分娩前人體持續(xù)氧化運(yùn)作，ROS持續(xù)累積，但若ROS異常性大量增多可以引發(fā)DNA損傷效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)當(dāng)中煙草提取物常作為ROS的誘發(fā)劑。

1.2 胎盤細(xì)胞衰老的機(jī)制

①胎盤細(xì)胞正常衰老是組織的生理性重塑，但衰老途徑的持續(xù)觸發(fā)和衰老細(xì)胞的長(zhǎng)期累積最終可導(dǎo)致胎盤組織老化，這種積累是一種慢性炎癥損傷狀態(tài)[5]，炎性細(xì)胞因子IL-6或趨化因子IL-8就被廣泛用于細(xì)胞衰老測(cè)定。②細(xì)胞衰老最終導(dǎo)致不可逆的周期停滯，例如衰老細(xì)胞持續(xù)高表達(dá)細(xì)胞周期抑制劑P21/P16, 還有細(xì)胞溶酶體酶活性增加，如衰老廣泛標(biāo)志物β-半乳糖苷酶。主要是由兩條途徑調(diào)控：p53持續(xù)表達(dá)，介導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯，細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDKs)轉(zhuǎn)錄失活,CDKs由p21、p16、PRB(視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤抑制蛋白)表達(dá)調(diào)控；外界刺激下，p53通過激活轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)p21抑制細(xì)胞增殖， p21、p16可以維持PRB去磷酸化激活狀態(tài)抑制細(xì)胞增殖，活性狀態(tài)的PRB主要是通過抑制E2F1(E2F轉(zhuǎn)錄因子家族，誘導(dǎo)正常基因轉(zhuǎn)錄)相關(guān)基因的表達(dá)，調(diào)控G1/S期的細(xì)胞周期的進(jìn)程[6]。③任何原因?qū)е碌亩肆？s短、端粒酶失調(diào)[7]。

2 妊娠期并發(fā)癥和胎盤細(xì)胞衰老

低水平的宮內(nèi)宮外壓力可誘發(fā)胎盤適應(yīng)性反應(yīng)，包括上調(diào)抗氧化能力及誘導(dǎo)胎盤細(xì)胞自噬；中度水平可能干擾胎盤細(xì)胞功能與減少胎盤細(xì)胞增殖；但若壓力水平持續(xù)升高，可引起胎盤炎性因子的釋放,促進(jìn)胎盤炎性反應(yīng)，隨即出現(xiàn)早衰或衰老加速，最終發(fā)生胎盤組織病理改變。

2.1 胎膜早破與胎盤細(xì)胞衰老

足月胎膜早破發(fā)生率10%，未足月胎膜早破發(fā)生率2.0%～3.5%，它是引發(fā)早產(chǎn)的重要因素,約占40%～50%[8]。胎膜破裂是以子宮肌層收縮為特征的炎性信號(hào)通路的激活，外界壓力下(ROS持續(xù)增多致氧化還原失衡、DNA損傷相關(guān)反應(yīng)激活、物理性壓力增大、細(xì)菌浸潤(rùn)等)，胎膜細(xì)胞衰老表型會(huì)刺激性表達(dá)增多，炎性活動(dòng)增強(qiáng)，衰老加速，最終出現(xiàn)胎膜早破。研究發(fā)現(xiàn)絨毛膜病理性改變可以使衰老相關(guān)炎性因子如(IL-1b, IL-6, and IL-8)提早分泌[9]。未足月胎膜早破不合并絨毛膜羊膜炎早產(chǎn)孕婦宮頸陰道分泌物中也有發(fā)現(xiàn)衰老炎性因子，如腫瘤壞死因子-α，IL-1β，IL-6，和IL-8水平的增加[10]。另外，實(shí)驗(yàn)顯示衰老細(xì)胞釋放到羊水中的短端粒可以通過活化p38/MAPK信號(hào)通路促進(jìn)無菌性炎癥誘發(fā)羊膜細(xì)胞衰老[11]。一些無細(xì)胞性胎盤DNA片段可以通過釋放HMGB1，作為損傷分子模式促進(jìn)無菌性炎癥發(fā)生[12]。蛻膜也是決定羊膜腔封閉性能的關(guān)鍵組織，負(fù)責(zé)富含纖維連接蛋白和層粘連蛋白細(xì)胞外基質(zhì)的分泌，同時(shí)也能促進(jìn)血管通透性的增加，臨近足月，蛻膜細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出許多衰老的特征，包括柳氮磺胺吡啶因子如IL-6的分泌增多。與胎盤滋養(yǎng)層合體細(xì)胞衰老一樣，蛻膜衰老與雷帕霉素靶蛋白C1(mTORC1)基因表達(dá)增強(qiáng)有關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)mTOR基因與早產(chǎn)有著緊密的聯(lián)系[13]。以上新近研究提示胎膜早破和胎盤細(xì)胞衰老炎性反應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)。

2.2 胎兒宮內(nèi)死亡與胎盤細(xì)胞衰老

胎兒宮內(nèi)死亡影響因素眾多，包括胎兒因素、母體因素，比如胎兒或胎盤感染，或者與另一種病癥關(guān)聯(lián)，如妊娠期糖尿病、胎兒生長(zhǎng)受限等，但具體的影響途徑尚不清楚。近來有研究發(fā)現(xiàn)這與胎盤細(xì)胞衰老有顯著聯(lián)系，F(xiàn)errari 等[14]檢測(cè)了早期和晚期死產(chǎn)胎盤組織端粒長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)兩者比正常分娩胎盤有2倍的縮短，同時(shí)明顯短于早產(chǎn)胎盤，與未足月胎膜早破長(zhǎng)度相近。孕晚期胎兒養(yǎng)分需求增加，如果超過胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)能力，會(huì)刺激ROS產(chǎn)生加速胎盤組織衰老，尤其是妊娠41周后，胎兒死亡的危險(xiǎn)性成倍增加[15]。Kaushik等[16]收集了37～39周早期足月胎盤、超過41周孕晚期胎盤以及死胎胎盤，比較3組胎盤DNA氧化標(biāo)記物(8OHdG)、脂質(zhì)氧化標(biāo)記物(4HNE)、醛氧化酶(AOX,易致腎臟氧化損傷)、溶酶體分布和自噬體大小改變(受老化影響的一種重要的細(xì)胞循環(huán)過程，涉及酸性溶酶體和自噬體融合)，結(jié)果顯示孕晚期和死胎胎盤DNA和脂質(zhì)氧化標(biāo)記物、AOX1表達(dá)明顯增高，另可見細(xì)胞核周和滋養(yǎng)細(xì)胞基底面溶酶體的聚集，以及大自噬體的形成，溶酶體和自噬體融合功能紊亂會(huì)導(dǎo)致合體滋養(yǎng)細(xì)胞異常蛋白積累，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這是由于抑制AOX1受阻導(dǎo)致。綜上說明，胎兒宮內(nèi)死亡和胎盤衰老細(xì)胞端粒改變、細(xì)胞周期異常密切相關(guān)。

另外死亡胎兒胎盤組織病理學(xué)研究顯示，91%胎盤存在母體螺旋動(dòng)脈壁增厚，54%包含胎盤梗死，10%出現(xiàn)鈣化區(qū)，13%有血管閉塞[17]。而病理學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，血管粥樣硬化等變化和組織的衰老密切相關(guān)，也可以說明胎盤老化和胎兒死亡存在緊密聯(lián)系[17]。

2.3 子癇前期(PE)與胎盤細(xì)胞衰老

微小血管內(nèi)皮損傷是PE的基本病理特征，可以由胎盤氧化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以激活細(xì)胞內(nèi)信使，抑制mRNA的翻譯，導(dǎo)致胎盤蛋白和滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖量減少，這個(gè)過程也是觸發(fā)衰老的主要路徑。ROS即可介導(dǎo)氧化損傷引起滋養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)障礙，同時(shí)使得母體螺旋動(dòng)脈轉(zhuǎn)化失敗，導(dǎo)致胎盤功能不全[18]。PE胎盤已發(fā)現(xiàn)有明顯細(xì)胞衰老標(biāo)志，包括端粒明顯縮短、端粒功能障礙、端粒酶活性降低，同時(shí)可見衰老相關(guān)標(biāo)志物p21、p16、腫瘤抑制蛋白p53、IL-6表達(dá)增加和抗凋亡蛋白bcl-2表達(dá)下調(diào)[19]。Biron等[20]的研究還發(fā)現(xiàn)PE胎盤顯示高水平的異染色質(zhì)凝集(SAHF)，還有滋養(yǎng)細(xì)胞DNA氧化損傷標(biāo)記物8OHdG的高表達(dá)。 Giannubilo等[21]的研究顯示和正常胎盤相比，PE胎盤抗衰老基因klotho表達(dá)產(chǎn)物α-klotho明顯減少。另外， DNA甲基化水平可以評(píng)估細(xì)胞的衰老[4]。Mayne等[22]研究了不同孕期和不同妊娠結(jié)局中胎盤DNA甲基化表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)和單純?nèi)焉锵啾龋琍E胎盤至少有34個(gè)基因表達(dá)差異。以上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)均可證實(shí)PE與胎盤細(xì)胞衰老的異常炎癥反應(yīng)、增殖周期改變、DNA水平差異聯(lián)系緊密。

2.4 胎盤植入和胎盤細(xì)胞衰老

胎盤植入的病因目前存在爭(zhēng)論，有人認(rèn)為是原發(fā)性蛻膜缺陷，也有人認(rèn)為是滋養(yǎng)細(xì)胞病理性成熟分化的結(jié)果。滋養(yǎng)層細(xì)胞成熟分化和子宮各層的終末精確調(diào)控是正常妊娠的必要條件，這個(gè)過程涉及細(xì)胞增殖，遷移與分化。Keren等[23]收集了植入性胎盤和正常胎盤，發(fā)現(xiàn)植入性胎盤的胎盤細(xì)胞端粒有明顯縮短、還有大量DNA損傷性端粒聚集表現(xiàn)，端粒酶活性也顯著降低，認(rèn)為端粒功能障礙是胎盤異常的一種表現(xiàn)，端粒縮短可以導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化和侵襲性改變。前列腺癌和乳腺癌中就發(fā)現(xiàn)了異常的端粒和酶，并與其侵襲性顯著相關(guān)，故認(rèn)為胎盤植入和癌細(xì)胞侵襲性生長(zhǎng)有可比性，胎盤細(xì)胞端粒改變可以導(dǎo)致胎盤過度浸潤(rùn)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)胎盤植入的細(xì)胞出現(xiàn)了非普通細(xì)胞衰老的特征，即p53/p16低表達(dá)，而p21的高表達(dá)，這種獨(dú)立于p53和p16誘導(dǎo)，但依賴于p21的表達(dá)常出現(xiàn)在胚胎細(xì)胞中，說明胎盤植入細(xì)胞衰老表達(dá)模式和正常胎盤細(xì)胞經(jīng)典衰老不同，類似于胚胎細(xì)胞發(fā)育的衰老，因此認(rèn)為胎盤植入和滋養(yǎng)層病理性成熟有關(guān)，而不僅僅是由于宮腔受損[23]。上述研究提示胎盤植入和胎盤衰老細(xì)胞端粒改變、細(xì)胞周期調(diào)控失常存在顯著的聯(lián)系。

3 結(jié)語

胎盤功能老化和胎盤細(xì)胞衰老密不可分，這是一種終止性增生停止?fàn)顟B(tài)，伴隨著特征性的形態(tài)學(xué)和代謝變化，包括向促炎癥表型的轉(zhuǎn)變、細(xì)胞周期調(diào)控失常、端?；?qū)W改變。胎盤細(xì)胞衰老是一種正常的生理現(xiàn)象，但非生理性因素，如吸氧、接觸環(huán)境污染物等導(dǎo)致ROS異常大量產(chǎn)生，就會(huì)加速胎盤細(xì)胞衰老，發(fā)生在孕早期即可導(dǎo)致提前衰老。本文綜述了胎盤細(xì)胞衰老的特點(diǎn)、調(diào)控途徑和相關(guān)衰老標(biāo)志物，就妊娠期常見并發(fā)癥包括胎膜早破、子癇前期、胎兒宮內(nèi)死亡、胎盤植入等和胎盤細(xì)胞衰老的研究進(jìn)展加以總結(jié)，研究發(fā)現(xiàn)均有端粒改變，如端粒長(zhǎng)度縮短明顯、端粒酶活性降低、端粒異常聚集，此外還可見衰老相關(guān)分泌因子如P53、P16、P21、IL-6/8、腫瘤壞死因子等表達(dá)異常，部分還伴隨衰老有關(guān)的異染色質(zhì)灶SAHF增多，符合細(xì)胞衰老表型。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于兩者的研究尚不多，但已有實(shí)驗(yàn)足夠說明妊娠期并發(fā)癥確與胎盤細(xì)胞衰老有著密切的聯(lián)系，因此本文旨在為不良妊娠與胎盤功能障礙提供新思路及相關(guān)理論支持。