重度子痫前期患者胎盘组织缺氧适应相关基因的表达及意义

栾南南，乔宠，栾奡，何政，尚涛，王永来

（1.中国医科大学附属盛京医院妇产科，沈阳 110004；2.凤城市中医院妇产科，辽宁 凤城 118000）

子痫前期是妊娠期特有的并发症之一，严重危及母婴健康和生命安全，其致病机制仍不明确。目前研究发现子痫前期患者胎盘血流量较正常妊娠明显减少［1］。胎盘着床部位的子宫浅肌层的子宫螺旋动脉生理性扩张较少，动脉粥样硬化等病理性改变，导致子宫-胎盘缺血缺氧，使胎盘释放大量毒性因子，导致子痫前期的一系列症状［2］。近年的研究证明，缺氧诱导因子1（hypoxia inducible transcription factors，HIF-1）参与机体对缺氧的反应［3］，调节了胎盘血管形成［4］。HIF-1α是HIF-1的功能亚基。氧感受器缺氧诱导因子脯氨酸羟化酶（prolyl hydroxylase domain-containing protein，PHD）和因子抑制低氧诱导因子 1（Factor inhibiting HIF-1，FIH-1）可以从蛋白含量和功能两个方面调节HIF-1α［5］。其中PHD有4 种同功酶，分别为 PHD1、PHD2、PHD3、PHD4。本文通过免疫组化方法检测重度子痫前期患者和正常妊娠妇女胎盘组织中的 HIF-1α、PHD1、PHD2 和FIH-1蛋白的表达，并探讨它们在重度子痫前期发病机制中的作用。

1 材料与方法

1.1 对象

重度子痫前期组：选择2006年7月至2007年7月在中国医科大学附属盛京医院产科住院接受剖宫产终止妊娠的重度子痫前期患者34例（30周≤孕周≤38周），平均年龄（29.41±4.82）岁（22~37岁），诊断参照乐杰主编《妇产科学》（第7版）［6］。正常晚期妊娠组：选择同期在我科住院行择期剖宫产的正常晚期妊娠孕妇（37周≤孕周≤41周）共24例为对照，平均年龄（29.83±4.73）岁（21~38岁），本次妊娠经过正常，胎儿发育正常，无任何合并症和并发症，既往无不良妊娠史，无原发性高血压、心脏病、糖尿病、肾病等病史。2组孕妇年龄比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。所有孕妇均在知情后签署经医学伦理委员会批准的同意书，

1.2 方法

1.2.1 组织标本收集及处理：剖宫产术中于胎盘娩出后，无菌条件下用手术刀立即切取脐带附着处全层胎盘组织（平均厚度约2 cm）两块，每块1 mm×1 mm×1 mm约300 mg左右，用灭菌生理盐水反复漂洗后，置入4%中性多聚甲醛中固定，用于免疫组化测定。

1.2.2 免疫组化法检测胎盘组织中HIF-1α、PHD1、PHD2和FIH-1蛋白的表达：即用型SP免疫组化染色试剂盒购于武汉博士德公司，操作步骤按照说明书进行。鼠抗人HIF-1α单克隆抗体购自武汉博士德公司，驴抗人PHD1、2单克隆抗体、兔抗人FIH-1单克隆抗体均购自BETHYL公司。一抗工作滴度均为1∶800。磷酸盐缓冲液代替一抗作为阴性对照。1.2.3每例样本选取5张染色效果良好的切片，每张免疫组化切片均观察10个高倍视野，根据阳性细胞比例及着色深浅计分：细胞无着色或无阳性细胞为0分，细胞染色为浅棕色或阳性细胞1%~25%为1分，细胞染色为深棕色或阳性细胞26%~50%为2分，细胞染色为棕褐色或阳性细胞>50%为3分；根据计分结果判断阳性等级：0~1分为（-），2分为（+），3~4分为（++），5~6分为（+++）。计算每块组织的平均得分作为每个样本的最终评分。

1.3 统计学方法

2组间比较采用χ2检验分析，采用SPSS13.0统计软件进行统计学分析。

2 结果

在重度子痫前期和正常晚期妊娠的胎盘组织中，HIF-1α、PHD1、PHD2 和 FIH-1 蛋白均主要表达于合体滋养细胞和细胞滋养细胞的胞质中，绒毛间质细胞中少见，见图1~4。具体表达水平见表1。在重度子痫前期组的胎盘组织中，HIF-1α和PHD2的阳性表达率明显高于对照组；而PHD1和FIH-1的表达却明显降低。2组比较，差异均有统计学意义（P均<0.01）。

图1 重度子痫前期患者胎盘组织中HIF-1α蛋白的表达Fig.1 The expression of HIF-1αin placenta of preeclampsia

图2 正常晚期妊娠孕妇胎盘组织中PHD1蛋白的表达Fig.2 The expression of PHD1 in placenta of normal pregnancy

图3 重度子痫前期患者胎盘组织中PHD2蛋白的表达Fig.3 The expression of PHD2 in placenta of preeclampsia

图4 正常晚期妊娠胎盘组织中FIH-1蛋白的表达Fig.4 The expression of PHD2in placenta of normal pregnancy

表1 正常妊娠及重度子痫前期胎盘组织中HIF-1α、PHD1、PHD2和FIH-1表达结果比较Tab.1 Expressions of HIF-1α，PHD1，PHD2 and FIH-1 in palcenta of normal pregnancy and preeclampsia

3 讨论

HIF-1是由α和β亚基组成的异二聚体。α亚基的401~603位氨基酸为氧敏感区，称为氧依赖降解区（oxygen dependent degradation domain，ODD），是影响降解的主要结构。在缺氧条件下HIF-1α在细胞内迅速聚集，并与β亚基结合后诱导其下游近百种基因的转录，引起细胞对缺氧的一系列适应性反应［7］。在维持肿瘤细胞的能量代谢、血管扩张、新生血管形成、细胞增殖、胎盘形成等各方面都起到重要作用［8］。

HIF-1α内ODD上的脯氨酸残基的羟基化是其降解的关键，脯氨酸羟化酶（PHD）是这一步骤的限速酶。而FIH-1则通过羟化HIF-1αC端包含的反式激活结构域（trans-activation domain，TAD）的天冬酰胺残基降低其转录激活活性。PHD4种同工酶中的PHD1在长时间缺氧状态下对HIF-1α的降解有重要意义，而PHD2是正常氧分压状态下低稳态水平HIF-1α 的限速酶［9］，且是直接受 HIF-1α 调控的靶基因，增高的HIF-1α可诱导其表达［10］。因此我们推测PHD和FIH-1有可能通过调节HIF-1α来参与子痫前期的发病。

我们研究表明在重度子痫患者胎盘组织中HIF-1α的蛋白表达显著增高。同时我们也发现PHD1和FIH-1蛋白的表达都明显降低，而PHD2的表达与HIF-1α一致，在子痫前期患者的胎盘组织中显著升高。

由此我们推测在重度子痫前期患者胎盘组织中，氧感受器PHD1和FIH-1减少，使对HIF-1α的抑制作用减弱，导致HIF-1α降解减少，转录活性增加，从而调节细胞的代谢模式，以无氧代谢适应缺氧环境；并诱导新生血管生成以增加局部供氧。而同时机体启动反馈机制，诱导PHD2的表达增多，促进HIF-1α的水解，以防止过多HIF-1α聚集导致其下游的一系列基因的大量产生，对机体造成损害。然而，当这种保护作用不足以抵消PHD1和FIH-1表达减少所导致的HIF-1α聚集以及转录活性增加时，使HIF-1α过表达并活性过强时，使其下游各种因子大量表达，对机体产生毒害作用，就导致了子痫前期的发病和进展。

综上所述，根据 HIF-1α、PHD1，PHD2 和 FIH-1四者之间相互的关系，我们考虑可以设计药物或者通过基因治疗增加PHD1，PHD2和FIH-1的表达或活性，抑制HIF-1α的表达和活性，促进滋养细胞的浸润，并抑制下游缺氧相关基因的表达，达到预防重度子痫前期的发病、控制病情进展、改善新生儿预后的目的，为开辟重度子痫前期的治疗新途径提供理论依据。

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