張曉軒，翟超，李光璨，任春娥

子宮內(nèi)膜允許囊胚定位、黏附、侵入的能力稱為子宮內(nèi)膜容受性[1]。子宮內(nèi)膜容受性和胚胎發(fā)育高度協(xié)調(diào)同步，使胚胎在種植窗口期完成植入[2]。據(jù)統(tǒng)計，約2/3的植入失敗是子宮內(nèi)膜容受性欠佳導(dǎo)致的。在種植窗口期，復(fù)雜的調(diào)控因子網(wǎng)絡(luò)在子宮內(nèi)膜容受性的建立和胚胎成功植入中起重要作用。該時期可發(fā)生上皮細(xì)胞增殖受抑、基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化等變化，類固醇激素、前列腺素、細(xì)胞因子等諸多因子和下游細(xì)胞信號通路均參與胚胎-子宮內(nèi)膜相互作用的調(diào)控過程。雌二醇（estradiol，E2）、孕酮、表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）以及EGF樣分子（EGF-like growth factor）等均可隨時間的推移調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的轉(zhuǎn)化[3-4]。近年來，隨著對子宮內(nèi)膜容受性影響因素的深入研究，發(fā)現(xiàn)白血病抑制因子（leukaemia inhibitory factor，LIF）在調(diào)節(jié)胚胎植入和子宮內(nèi)膜蛻膜化的過程中發(fā)揮重要作用[5]。在月經(jīng)周期和胚胎植入過程中，LIF均有差異表達(dá)，提示其可作為子宮內(nèi)膜容受性潛在的生物學(xué)標(biāo)志物。目前臨床上尚無可用參數(shù)定量評估子宮內(nèi)膜容受性。盡管學(xué)者們已經(jīng)對胚胎植入和子宮內(nèi)膜容受性建立的相關(guān)過程有一定的了解，但在診斷和治療子宮內(nèi)膜容受性欠佳方面臨床進(jìn)展甚微。綜述LIF在子宮內(nèi)膜中的表達(dá)、對胚胎植入以及子宮內(nèi)膜蛻膜化調(diào)控的影響因素及研究進(jìn)展，以期更好地評估子宮內(nèi)膜容受性，提高不孕女性的胚胎植入率。

1 LIF概述

1.1 LIF基因及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)LIF是白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）家族中的多效性細(xì)胞因子，最初由于LIF誘導(dǎo)髓系M1白血病細(xì)胞分化并抑制其增殖而命名。LIF與IL-6、IL-11、抑癌蛋白M（oncostatin M）、心肌營養(yǎng)因子1（cardiotrophin 1）和睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子（ciliary neurotrophic factor）具有相似的受體結(jié)構(gòu)和信號通路，故這些細(xì)胞因子在功能上存在一定的重疊性[6]。LIF是位于人類第22號染色體、小鼠第11號染色體上的單拷貝基因，二者同源性達(dá)78%～95%。根據(jù)LIF基因轉(zhuǎn)錄的起始位點不同，可產(chǎn)生分泌型LIF（diffusible LIF，D-LIF）和基質(zhì)型LIF（matrixassociated LIF，M-LIF）兩類蛋白質(zhì)[6]。D-LIF氨基（N）端信號肽的前6個信號殘基MKVLAA由外顯子1a編碼，M-LIF N端前4個信號殘基由外顯子1b編碼。切除N端信號肽后，成熟的D-LIF及M-LIF序列完全一致，但不同處在于前者分泌到細(xì)胞間液中并可溶，而后者則錨定于細(xì)胞外基質(zhì)。

1.2 LIF受體（LIF receptor，LIFR）與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)LIFR是分子質(zhì)量為250 ku的糖蛋白，分為低親和力和高親和力兩種。LIF與低親和力LIFR結(jié)合，觸發(fā)跨膜糖蛋白130（glycoprotein 130，gp130）的二聚化，形成高親和力受體，從而激活Janus激酶（Janus kinase，JAK）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）通路，但gp130本身并不與LIF結(jié)合，故認(rèn)為gp130與LIFR共同組成高親和力受體[5]。同時，JAK活化后也會激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）/絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信 號 通 路 和 磷 脂 酰 肌 醇3激 酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）信號通路。細(xì)胞因子信號傳送阻抑物3（suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3）是LIF信號通路的負(fù)調(diào)控因子。LIF與LIFR、gp130結(jié)合后，SOCS3表達(dá)顯著上調(diào)，高表達(dá)的SOCS3通過抑制JAK/STAT3信號通路發(fā)揮抑制LIF信號通路的作用[6]。SOCS3還可以通過競爭LIFR上的SHP2（Src homology 2 domain containing phosphatase 2）結(jié)合位點抑制ERK/MAPK信號通路[6]。已有研究表明，LIF基因缺失可導(dǎo)致小鼠胚胎植入失敗[7]。分別敲除gp130和STAT3基因的小鼠均因胚胎植入失敗而不孕，且胚胎于受精第6～7天迅速退化死亡[8-9]，提示LIF-JAK/STAT3通路在胚胎植入中的重要性。

2 LIF與子宮內(nèi)膜容受性

2.1 LIF在子宮內(nèi)膜中的表達(dá)及調(diào)控LIF mRNA和蛋白在人子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞中表達(dá)最豐富，腺上皮細(xì)胞次之，基質(zhì)細(xì)胞中最低。在人子宮內(nèi)膜中，LIF的表達(dá)量在分泌中晚期達(dá)到高峰，其表達(dá)量為增生期的4～5倍[6]。子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞同時表達(dá)LIFR mRNA和gp130 mRNA，除此之外gp130 mRNA還表達(dá)于腺上皮細(xì)胞，表達(dá)水平均于分泌期達(dá)到高峰，LIFR mRNA和gp130 mRNA在基質(zhì)細(xì)胞中不表達(dá)[8，10]。

LIF在子宮內(nèi)膜的表達(dá)與細(xì)胞類型、性激素水平、月經(jīng)周期以及局部的細(xì)胞因子密切相關(guān)，其表達(dá)下降可能是不孕癥的重要原因。其中，整個種植窗卵巢類固醇激素在調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜LIF、LIFR和gp130的表達(dá)中發(fā)揮重要作用。在小鼠妊娠第4天早上，囊胚進(jìn)入子宮腔并與腔上皮同步接觸，E2激增誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜分泌LIF，使子宮內(nèi)膜容受囊胚[11]。將囊胚移植至給予人工周期刺激的去勢小鼠子宮內(nèi)后，囊胚停止發(fā)育并且著床失敗，給予E2脈沖刺激，囊胚則能夠正常著床[12]。在缺乏E2的情況下單次注射LIF可以誘導(dǎo)小鼠囊胚正常著床以及維持植入后胚胎的發(fā)育。有學(xué)者通過小鼠胚胎植入實驗?zāi)Ｐ桶l(fā)現(xiàn)，應(yīng)用過量的孕酮處理小鼠可能通過抑制E2對LIF的誘導(dǎo)和降低蛻膜中孕酮受體的表達(dá)進(jìn)而抑制胚胎黏附[13]。人絨毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）是人類胚泡、滋養(yǎng)層以及子宮內(nèi)膜上皮的產(chǎn)物，分泌期hCG直接進(jìn)入女性子宮腔導(dǎo)致LIF水平升高[14]。小鼠子宮內(nèi)膜中腫瘤抑制因子p53可以在E2作用下調(diào)節(jié)LIF的轉(zhuǎn)錄[3]。p53-/-小鼠由于胚胎植入失敗而導(dǎo)致生育能力降低，這與LIF水平降低有關(guān)，通過腹腔注射LIF可以提高小鼠胚胎植入率[15]。Sini等[16]研究結(jié)果表明，在29例接受體外受精-胚胎移植的患者中，臨床妊娠者11例，未妊娠者18例，臨床妊娠組著床窗口期子宮內(nèi)膜分泌物中LIF蛋白水平高于未妊娠組[（1 200±376）pg/mL vs.（643±636）pg/mL，P=0.003]。提示子宮內(nèi)膜分泌的LIF水平具有預(yù)測子宮內(nèi)膜容受性的價值。

LIF的表達(dá)同時受到包括IL-1和腫瘤壞死因子α等促炎細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)[3]。在體外，IL-1β刺激子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞分泌LIF，LIFR受IL-1β和瘦素調(diào)控表達(dá)上調(diào)。此外，精液可刺激LIF分泌增加，可能是由于精液中的某些因子可以引起類炎性反應(yīng)[17]。因此，LIF在體內(nèi)的調(diào)控是復(fù)雜的，主要取決于局部微環(huán)境和調(diào)控因子之間的平衡。需要進(jìn)一步的研究來明確影響LIF調(diào)控的因素、各因素之間的相關(guān)性以及與種植窗有關(guān)的因素。

2.2 LIF在胚胎植入中的應(yīng)用LIF是哺乳動物胚胎植入所必須的重要調(diào)節(jié)因子。胚胎植入失敗可能與LIF表達(dá)減少或缺失有關(guān)。反復(fù)種植失敗的女性在種植窗子宮內(nèi)膜中LIF表達(dá)水平明顯下降[18]；小鼠注射LIF抗體，胚胎植入位點數(shù)減少；在恒河猴植入前期注射LIF抗體可導(dǎo)致妊娠率降低；敲除LIF基因（LIF-/-）的雌性小鼠在種植窗由于胚胎植入失敗而不能生育，單次注射重組LIF可使LIF-/-雌性小鼠的胚胎正常植入[19-20]。此外，LIF-/-小鼠的胚胎可以在野生型假孕雌性小鼠子宮腔內(nèi)正常植入[12]，表明母體LIF基因缺失可能是胚胎植入失敗的原因之一。Cheng等[11]研究發(fā)現(xiàn)特異性敲除小鼠子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞中的LIFR，可導(dǎo)致STAT3無法易位到腔上皮細(xì)胞的細(xì)胞核，并導(dǎo)致LIF的調(diào)節(jié)基因肌節(jié)同源盒基因1（MSH homeobox 1，Msx1）表達(dá)減少。子宮內(nèi)膜腺上皮細(xì)胞產(chǎn)生的LIF分泌到子宮腔內(nèi)，與定位于子宮腔上皮頂端的LIFR和gp130結(jié)合，形成穩(wěn)定的LIFLIFR-gp130復(fù)合物[21]。LIF-LIFR-gp130復(fù)合物活化JAK，后者引發(fā)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)受體酪氨酸磷酸化，進(jìn)而募集和活化STAT3，磷酸化的STAT3形成二聚體，最后轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)激活下游的轉(zhuǎn)錄因子。通過基因敲除、使用小分子抑制劑或LIF的單克隆抗體阻斷小鼠JAK/STAT通路，可導(dǎo)致胚胎植入失敗。LIF還可以激活其他信號通路，如ERK/MAPK、Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）和Notch信號通路等[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，LIF調(diào)控的JAK/STAT3信號通路的激活，特別是在腔上皮細(xì)胞中，可誘導(dǎo)包括Wnt/β-catenin在內(nèi)的二十余條信號通路活化，這些通路均介導(dǎo)子宮的生理變化，包括上皮細(xì)胞的增殖與分化、細(xì)胞極性、血管生成、炎癥反應(yīng)、先天性免疫反應(yīng)以及蛻膜化等[23]。Dhakal等[10]研究表明，敲除叉頭框蛋白A2（forkhead box A2，F(xiàn)OXA2）基因（Foxa2-/-）的成年小鼠在妊娠早期不表達(dá)LIF，最終因胚胎著床失敗和間質(zhì)細(xì)胞蛻膜化缺陷而不育，在種植窗腹腔注射LIF后胚胎植入和蛻膜化成功，表明LIF通路在胚胎植入中發(fā)揮一定作用。以上研究揭示了子宮內(nèi)膜表達(dá)LIF對于胚胎植入的必要性，并且進(jìn)一步完善了有效的胚胎植入所必須的LIF相關(guān)信號通路。

子宮內(nèi)膜分泌物中的細(xì)胞因子（包括LIF）可能為植入前的胚胎發(fā)育提供最佳環(huán)境[24]。LIF在輸卵管中也有表達(dá)，可能調(diào)節(jié)早期胚胎發(fā)育。此外，LIF在體外也顯示出促進(jìn)人類胚胎發(fā)育的作用[25]。Kimber等[26]研究了LIF和肝素結(jié)合型表皮樣生長因子（heparinbinding EGF-like growth factor，HBEGF）在不同培養(yǎng)基中對人類囊胚形成的影響，雖然達(dá)到囊胚期的胚胎比例沒有改變，但LIF可增加每個胚胎表達(dá)的基因數(shù)量，包括編碼HBEGF受體的EGF受體基因ERBB4。HBEGF可增加LIFR的轉(zhuǎn)錄，表明HBEGF和LIFR可能存在協(xié)同作用[24]。此外，Hosseini等[27]在含有人子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的培養(yǎng)皿中加入LIF共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與LIF共培養(yǎng)小鼠胚胎發(fā)育率可顯著提高，并且LIF組第3天囊胚率顯著高于無LIF組（82.67%vs.61.04%，P＜0.05），LIF組第4天囊胚與人子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞貼壁率高于無LIF組（64.0%vs.45.45%，P＜0.05）。表明LIF在胚胎早期發(fā)育中起重要作用，進(jìn)一步研究LIF在胚胎體外培養(yǎng)中的作用具有重要意義。

LIF還可誘導(dǎo)人類早期妊娠絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞（extravillous trophoblast cell，EVT）對子宮內(nèi)膜的侵襲[28]。研究發(fā)現(xiàn)LIF可增加EVT與細(xì)胞外基質(zhì)成分的黏附，如纖維連接蛋白、玻璃粘連蛋白和層粘連蛋白。LIF還可將EVT中的整合素β4 mRNA水平降低50%，并刺激金屬蛋白酶組織抑制物1（tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1）和TIMP-2的分泌[29]。因此，LIF可能有助于調(diào)節(jié)早期胎盤發(fā)育過程中EVT的侵襲。此外，已證實LIF可刺激人類足月滋養(yǎng)層細(xì)胞產(chǎn)生hCG和胎兒纖維連接蛋白，此現(xiàn)象也可見于妊娠早期[14]。人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的誘導(dǎo)分化依賴于hCG證實了LIF與hCG的協(xié)同作用。

2.3 LIF與子宮內(nèi)膜蛻膜化蛻膜為植入的胚胎提供營養(yǎng)，直到形成有功能的胎盤。胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲與子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的保護(hù)形成動態(tài)平衡，是形成胎盤的重要條件之一[30]。蛻膜細(xì)胞通過分泌TIMP調(diào)控胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲。Shuya等[31]在受精后第4天給予腹腔注射LIF拮抗劑的小鼠中觀察到，小鼠蛻膜面積減少，表明LIF是小鼠蛻膜化過程的重要調(diào)控因子。Foxa2-/-小鼠在妊娠早期不表達(dá)LIF，胚胎植入失敗的同時間質(zhì)細(xì)胞無法蛻膜化，腹腔注射LIF后間質(zhì)細(xì)胞可成功蛻膜化[10]。提示FOXA2可能通過刺激子宮內(nèi)膜細(xì)胞分泌LIF誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜蛻膜化，LIF是子宮內(nèi)膜蛻膜化過程的重要因子之一。

Wnt/β-catenin是LIF調(diào)控的一組重要通路，包括典型和不典型Wnt/β-catenin通路。典型Wnt/βcatenin通路參與胚胎植入的準(zhǔn)備過程，作為該途徑的主要共轉(zhuǎn)錄因子，LIF調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜蛻膜化，Wnt/β-catenin通路缺陷的小鼠，會由此而表現(xiàn)出胚胎植入失敗[32]。LIF通過在子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞中激活特異性配體WNT7A來誘導(dǎo)典型Wnt/β-catenin通路，并最終導(dǎo)致子宮內(nèi)膜上皮和間質(zhì)細(xì)胞中β-catenin的核易位[33]。WNT7A基因的缺失可使子宮內(nèi)膜腺體無法發(fā)育，從而導(dǎo)致女性不孕[34]。由于子宮內(nèi)膜腺體分泌LIF以及胚胎植入過程中其他因子的參與，尚不能明確WNT7A在胚胎植入過程有直接作用。LIF還可調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中非典型Wnt/β-catenin通路，受LIF調(diào)節(jié)的Msx1的缺失可導(dǎo)致WNT5A的表達(dá)增加。LIF通過調(diào)節(jié)不同的信號通路促進(jìn)子宮內(nèi)膜蛻膜化，各通路之間的相互作用仍需進(jìn)一步研究。

2.4 其他Fukui等[22]研究發(fā)現(xiàn)LIF在小鼠宮頸上皮中的高表達(dá)與種植窗子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的高表達(dá)密切相關(guān)，同時發(fā)現(xiàn)人宮頸上皮細(xì)胞在種植窗也表現(xiàn)出LIF表達(dá)水平升高；在給予孕激素拮抗劑RU486處理引起胚胎植入失敗的小鼠中，宮頸上皮細(xì)胞LIF表達(dá)下調(diào)。表明宮頸上皮細(xì)胞LIF表達(dá)水平可能是檢測子宮內(nèi)膜容受性的潛在生物標(biāo)志物。在輔助生殖技術(shù)助孕過程中，通過收集宮頸細(xì)胞檢測LIF表達(dá)情況判斷種植窗也許可成為一種新的臨床診療方式。

3 結(jié)語

LIF在調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜容受性、胚胎植入和子宮內(nèi)膜蛻膜化過程中發(fā)揮重要作用，其表達(dá)受到雌、孕激素及多種細(xì)胞因子、生長因子的調(diào)節(jié)。子宮內(nèi)膜容受性的建立是多因素調(diào)控、精密復(fù)雜的生理過程，其具體機(jī)制尚不明確。目前子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)研究存在的主要問題是缺乏對其評估的金標(biāo)準(zhǔn)，因此探索評估子宮內(nèi)膜容受性的生物標(biāo)志物意義重大。隨著新一代的基因測序技術(shù)及各種組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LIF作為子宮內(nèi)膜容受性標(biāo)志物的潛能不斷被證實，通過LIF表達(dá)水平判斷種植窗或許成為可能。