不明原因不孕妇女着床期子宫内膜αvβ3、Hox10、MMPs的表达概述

刘卓　董相丽　张宁

摘要：现代研究发现良好的子宫内膜容受性是胚胎种植成功的关键因素之一，因此如何改善内膜容受性提高临床妊娠率成为人们关注的焦点，而寻找子宫内膜容受性标志物是研究的基础。随着人类基因组的破译，其中有关子宫内膜容受性的基因水平的研究已成为生殖医学的研究热点。目前研究的热点因子如整合素（αvβ3）、同源框基因10（Hox10）、基质金属蛋白酶 （MMPs）等从多角度影响着子宫内膜容受性，本文通过查阅国内外有关子宫内膜中αvβ3、Hox10、MMPs表达的文献，希望从多层面寻找到新的突破点，为不明原因不孕妇女的诊疗提供一种全新的思路。

关键词：子宫内膜容受性；整合素；同源框基因；基质金属蛋白酶

导致胚胎着床失败的因素有很多，良好的子宫内膜容受性是胚胎种植成功的关键因素之一，因此如何改善内膜容受性进而提高临床妊娠率成为人们研究的热点。想要提高子宫内膜容受性，认识子宫内膜容受性标志物就成为研究的基础。随着人类基因组的不断破译，基因方面的研究在很多学科领域取得了可喜的成果，其中有关子宫内膜容受性的基因水平的研究已成为生殖医学的研究热点。目前研究的热点因子如整合素（αvβ3）、同源框基因10（Hox10）、基质金属蛋白酶（MMPs）等可以从多方面影响着子宫内膜容受性，现将国内外有关子宫内膜中αvβ3、Hox10、MMPs研究现状汇总如下：

一、细胞粘附分子-整合素

细胞黏附分子家族包含整合素等成员，目前公认最具代表性的反映子宫内膜容受性的黏附分子是整合素αVβ3；当上皮内的表达减少或延迟时将降低胚胎着床率，这表明整合素αVβ3可能作为一种胚胎植入时的黏附力受体而发挥作用[1]。如今整合素已成为公认的子宫内膜容受性的标记物，它恰好与种植窗口期的出现相一致，是在月经第19天后才可在子宫腺上皮和子宫内膜上皮中被检测到。

杨海燕等[2]研究发现整合素αVβ3参与子宫内膜容受性的建立，它在正常子宫内膜中协调表达且呈现明显周期依赖性，并且在反复种植失败患者种植窗期内膜中的表达明显减弱，猜想其可能是引起种植失败的原因之一。Boroujerdnia等观察到[3]，整合素β3mRNA的表达主要存在于子宫腺上皮，它在不明原因不孕妇女种植窗口期的子宫内膜中的表达显著降低，提示我们可采用升调整合素αVβ3在种植窗口期的表达以改善子宫内膜容受性的方法来治疗这部分患者。Chen 等采用免疫组织化学法对IVF患者进行研究[4]，结果显示在采用刺激周期时患者整合素αVβ3mRNA在围着床期子宫内膜中的表达明显减少，在卵巢高反应组中的表达减少则更明显。这就提示与自然周期相比，刺激周期子宫内膜容受性标志物下降。因此整合素αvβ3被视为是临床工作中区分子宫内膜容受性高低的关键指标。

二、核转录因子-同源框基因

同源框基因是多基因家族的转录调节基因，它的蛋白产物可以与DNA结合激活或抑制目的基因，以此来调节胚胎发育，并且决定细胞的定向分化与增殖。Hox10基因是现代生殖领域中研究相对比较成熟的，现证实Hox10基因对子宫内膜容受性和着床是十分必要的。在子宫内膜分泌中、晚期的Hoxl0 mRNA的浓度要明显高于增生期及分泌早期。实验研究发现，当小鼠的Hox10经诱导发生突变时其受精卵不能着床从而导致不孕，而将该鼠的受精卵移植到Hoxl0可正常表达的小鼠体内则可以正常着床妊娠，提示Hoxl0的正常表达有利于胚胎的着床。

有研究表明Hoxl0 mRNA在不孕妇女子宫内膜中的表达显著降低，Daftary等用输卵管积液患者与因输卵管积液行双侧输卵管切除术后的妇女作为对照，通过RT-PCR方法检测两者子宫内膜中的在植入窗期的表达量，结果显示后者子宫内膜中Hox10 mRNA的表达明显高于后者；免疫组织化学也是相似的结果。说明后者的子宫内膜容受性高于后者，可能为进一步阐明其在子宫内膜容受性形成方面的作用提供理论依据。Liu等[5]表明，雌激素正常的患者与雌激素升高患者的子宫内膜中差异性表达的基因在排卵后7天可达411种。Hox10可以促进滋养叶细胞与内膜上皮的增殖分化，可从多方面调节子宫内膜容受性，已被证实对ER及着床是必需的。研究表明，胞饮突、胰岛素样生长因子结合蛋白Ⅰ、整合素β3 和前列腺素等在植入窗期时具有的特异性的分子及形态标志物的表达均可以通过Hox基因来进行调节，此外Hox10 被证实可直接调节整合素β3的表达，它是通过与整合素β3 5'端调控区的 Abd- B 型 HOX 结合位点结合来实现的。Hox10和Hox11基因在人类的子宫内膜中的表达受雌、孕激素调控，它们的表达在胚胎种植期内可随孕激素水平达最高水平，雌、孕激素與Hox10、Hox11基因上的调控序列可以通过其同源性受体相结合。子宫内膜异位症患者的子宫内膜中孕激素受体的表达水平异常，其孕激素的反应发生改变，结果就是降低了子宫内膜内包括Hox基因在内的受孕激素调节的基因的表达，从而导致子宫内膜异位症患者子宫内膜中的整合素αvβ3的表达减少，降低了子宫内膜容受性。白云等[11]发现HOX10基因作为着床窗口期的“标志物”，在多种常见不孕疾病中均存在其表达的下降。

三、蛋白标志-基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶是一类Ca 2+ /Zn 2+ 依赖性蛋白水解酶，它能水解细胞膜和细胞间基质。现在人类细胞中已经发现的包括24 种MMPs和4种TIMPs。其中作为体内MMPs特异性抑制剂的TIMPs被发现在生殖系统中存在高度表达。TIMPs可与活化的MMPs 以1：1非共价键产生不可逆性的稳定结合，从而使MMPs对细胞外基质的降解得到抑制。

Konac等通过RT-PCR技术对不明原因不孕患者及IVF-ET着床失败患者的子宫内膜进行检测，发现她们子宫内膜中MMP-2和TIMP-3的表达明显低与生育妇女，并且发现血管黏附分子的表达在不明原因不孕妇女中明显下降，说明MMP-2、TIMP-3和VCAM-1至少在转录水平被共同因子和信号通路所调控。实验发现小鼠在敲除MMP-9后生育能力下降，并且发现MMP-9蛋白抗体能阻止ECM降解，使囊胚生长停止。Sandra 等研究显示，IVF妇女卵泡液中MMP-2和MMP-9表达明显低于正常排卵妇女。Pilka等通过比较自然周期和未降调的激素替代（E2+P）周期的IVF妇女，提出子宫内膜中基质金属蛋白酶（MMPs）表达的不稳定性可能不利于胚胎的种植过程。另外发现IVF妇女妊娠组卵泡液中MMP-9mRNA表达明显高于未妊娠组，推测MMP-9可以作为不孕妇女成功妊娠的早期预测因子。同时大量研究显示MMPs亦可维持内膜的完整性，刺激血管新生，对早孕的建立起稳定作用。综上所述MMPs可能参与内膜脱落、排卵过程、胚胎种植等过程，它在内膜与卵巢中发生着周期性的表达与改变。这提示我们通过改变MMPs的表达或活性来治疗不明原因不孕有着十分广阔的前景。同时MMPs是否可以作为成功妊娠或发现疾病的早期指标，从而有利于临床干预，值得我们进一步研究与了解。

综上，子宫因素尤其是子宫内膜容受性原因引起的不孕不仅复杂而且不容忽视，呈逐年上升趋势。如何提高子宫内膜容受性成为生殖研究的重要课题，而随着对分子生物学及基因领域的不断探索，使得从基因层面提高子宫内膜容受性成为可能。对于不明原因不孕的患者，通过特异性调控着床窗口期子宫内膜αvβ3、Hox10、MMPs等因子的表达，以期提高胚胎着床率进而提高妊娠率具有重要的意义。通过现阶段对着床期子宫内膜αvβ3、Hox10、MMPs的表达的研究，为我们打开了生殖领域新世界的大门。它为不孕症的诊疗提供了一种全新的思路和手段，期望在不久的将来可以成为不孕症诊疗的新助力！

参考文献：

[1]Lessey BA.Adhesion molecules and implantation [J].J Reprod Immunol，2002，55（1/2）：101-112.

[2]杨海燕，倪吴花，余蓉. 子宫内膜骨桥蛋白和整合素αvβ3表达与IVF-ET反复种植失败的关系[J]. 实用医学杂志，2011，27（17）：3127-3129.

[3]Boroujerdnia MG， Nikbakht R. Beta3 integrin expression within uterine endometrium and its relationship with unexplained infertility. Pak J Biol Sci， 2008， 11（21）：

2495-9.

[4]Chen QJ， Sun XX， Li L， et al. Effects of ovarian stimulation on endometrial integrin beta3 and leukemia inhibitory factor expression in the peri- implantation phase. Fertil Steril， 2008，89（5 Suppl）： 1357-63.

[5]高敏芝，辛梅珍，趙晓明，等.控制性超促排卵对黄体期子宫内膜胶原纤维表达的影响. 生殖与避孕，2010，30（10）：668-74.

基金项目：山东省医药卫生科技发展计划项目面上项目（2016WS0583）；山东省自然科学基金培养基金项目（ZR2016HP44）。

通讯作者：刘卓