微RNA在不明原因胚胎停育中的研究进展

张树红，覃超喜 ，于鲁华，孙 燕※

(1.广西医科大学第一附属医院计划生育科，南宁 530021； 2.大连医科大学，辽宁 大连116044)

胚胎停育是指妊娠早期胚胎因某种原因所致的发育停止。经B超检查提示无胎心搏动或妊娠囊枯萎，胚胎停育后的发展结局是自然流产或稽留流产，因此临床上属于流产或死胎的范畴[1]。胚胎停育发生机制复杂，发病原因除常见的染色体异常、生殖道畸形、内分泌异常、感染因素等外，还有大约50%胚胎停育病因不明,且目前尚无预测再次发生流产的特定指标和有效提高保胎率的治疗措施，因此明确不明原因胚胎停育的发病机制是妇产科领域需要攻克的一个难题[2]。微RNA(microRNA，miRNA)作为一种几乎存在于所有细胞中具有基因调控功能的内源性非编码小分子RNA，是短的寡核苷酸单链(18～25个核苷酸),在动物种系发生中具有保守序列[3]。其来源于miRNA 基因转录和内含子剪接。由Pre-miRNA通过输出蛋白5和Ran-GTP转运到细胞质中，由Dicer蛋白合体切割并最终转化成长度为22个核苷酸的双链RNA，称为成熟miRNA。这种双链小RNA将分离成单链，其中的一条链会加载到RNA诱导的沉默复合物中，并作为导向分子通过与靶基因mRNA的3′非编码区碱基配对并进行转录和转录后调控，继而影响信号通路的转导，从而发挥生物学功能，在整个生命过程中扮演重要角色[4]。miRNA作为一种新型调控小分子，参与生物个体发育、细胞增殖与凋亡等生物过程，目前研究较多的是其在肿瘤的发生、发展中的作用[5]。近年来研究发现miRNA参与不明原因的胚胎停育，在不明原因胚胎停育与正常妊娠中呈现不同的表达谱[6-7]。miRNA对不明原因的胚胎停育有调控作用，现就miRNA在不明原因胚胎停育发病机制中的研究进展予以综述。

1 miRNA与母胎免疫

妊娠是一种特殊的免疫状态，胚胎作为一种同种半异体移植物，未受到母体的排斥而存活，取决于母体对胎儿特殊的免疫耐受。但一旦母胎间免疫平衡失调，母体将对胎儿进行排斥反应，造成妊娠失败，导致自发性流产、死胎等病理性妊娠情况的发生,因此胎儿-母体耐受平衡对成功妊娠非常重要[8]。研究发现,miRNA在胚胎发育中的异常表达会使母-胎免疫耐受失衡，导致妊娠失败[9-11]。Wang等[9]发现miR-133a在胚胎停育的绒毛滋养细胞中过表达，并通过实验证实miR-133a的靶基因是广泛表达于胎儿-母体界面绒毛滋养细胞中的人类白细胞抗原G。人类白细胞抗原G与母胎免疫耐受相关[10]，在母胎免疫耐受中发挥重要作用，并在胚胎停育者绒毛滋养细胞中低表达，因此推测过表达的miR-133a可能通过抑制靶基因人类白细胞抗原G的表达干扰母胎界面正常的免疫耐受，引起流产的发生。

2 miNRA与胎盘滋养细胞

胎盘是胎儿与母体进行营养物质、代谢物质及呼吸交换的场所，是胎儿发育最为重要的器官，胎盘的绒毛滋养层主要由合体滋养细胞组成，因此成功妊娠的建立和维持主要取决于滋养细胞。miRNAs参与胎盘滋养细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭，其在胎盘滋养细胞中的异常表达能够影响早期胎盘发育，增加自然流产发生的风险。

2.1miRNA与胎盘滋养细胞增殖、凋亡 胎盘的良好生长对于胎儿发育非常重要，胎盘的生长主要依靠滋养细胞的增殖、凋亡，miRNA参与滋养细胞的增殖，miRNA表达异常会导致滋养细胞增殖不良，使胎盘生长受限，最终引起胚胎发育停止。纺锤体检测点蛋白1是纺锤体组装检查点的关键组成部分，是细胞有丝分裂非常重要的蛋白，纺锤体检测点蛋白1有促进细胞的分化和增殖的作用[16]。早期有学者在小鼠动物实验的研究中证实miR-450a-3p参与胎盘发育，纺锤体检测点蛋白1为miR-450a-3p的直接靶标，miR-450a-3p可以靶向小鼠纺锤体检测点蛋白1 mRNA 3′非编码区区域并下调纺锤体检测点蛋白1表达，从而导致细胞增殖抑制、细胞凋亡增加，胎盘发育不良，引起自发性流产的发生，因此miR-450a-3p对滋养细胞的作用为不明原因的胚胎停育发病机制研究提供了新方向[17]。信号转导及转录活化因子1能以二聚体的形式进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录，进而参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等多种重要生命活动，其是miR-144的靶基因[18]。

有研究指出在流产者绒毛组织中miR-144低表达可使其靶基因信号转导及转录活化因子1的表达增加而诱发胎盘滋养细胞凋亡，导致流产发生[19]。闫林萍[20]利用聚合酶链反应测定发现在自然流产蜕膜中miR-365过表达，并通过生物信息学测定发现糖皮质激素诱导激酶1是miR-365的靶基因，糖皮质激素诱导激酶1主要参与细胞增殖信号和细胞存活信号的转导，其与癌基因鼠双微体2、抑癌基因p53间密切相关，糖皮质激素诱导激酶1可调控鼠双微体2/p53活性，诱导滋养细胞凋亡，在自然流产中miR-365可能通过靶基因糖皮质激素诱导激酶1介导滋养细胞凋亡，从而影响胎盘的发育。近年来有实验指出miR-575在流产患者胎盘中的表达水平明显增高,miR-575可能通过抑制抗凋亡基因Bcl-2的表达促进促细胞凋亡基因Bax、p53的表达来诱导绒毛滋养细胞凋亡，从而引起稽留流产的发生[21]。还有报道在复发性流产绒毛组织中miR-4497的过表达可能导致相应的靶基因表达异常，促使滋养细胞凋亡，诱发早期妊娠流产[22]。上述研究表明，多种miRNA都可能下调滋养细胞的增殖、凋亡进而影响胚胎的发育，但具体机制尚不明确，需要进一步研究证实。

2.2miRNA与滋养细胞的迁移、侵袭 早期胎盘中的滋养层细胞与肿瘤细胞具有相似的侵袭特性，需要不断地向母体蜕膜和子宫肌层迁移和侵袭，以完成胎盘植入，形成早期母胎交换部位，滋养细胞的这种“生理性的侵袭功能”是胎盘植入和胚胎发育的基础。但目前关于滋养细胞侵袭功能的具体调控机制尚不完全清楚。研究发现多种miRNA能抑制滋养细胞的迁移、侵袭导致胎盘植入不良，进而影响胚胎发育，引起胚胎停育的发生[23-25]。miR-17在多种肿瘤中过表达，包括食管癌、胃癌、肝癌、和胶质瘤等，可促进多种肿瘤细胞的入侵和迁移，发挥类似癌基因的作用，因此miR-17被视为多种肿瘤的诊断和判断预后指标[23]。有实验结果证实miR-17在自发流产患者的滋养层绒毛组织中的表达显著下降，抑制了滋养细胞的迁移和侵袭，使胎盘植入不良，导致妊娠的失败[24]。骨髓细胞癌基因(myelocytoma tosis oncogene，MYC)是一种众所周知的致癌基因，在癌细胞迁移和侵袭中起重要作用,在胚胎停育者胎盘中过表达的miR-34a可以靶向抑制MYC表达，影响滋养细胞的迁移和侵袭,导致胎盘的异常[25]。miR-135b在低氧条件下能直接下调趋化因子受体12来抑制绒毛滋养细胞衍生细胞HTR-8/SVneo侵袭[26]。Ding等[27]发现miR-519d-3p可以抑制滋养细胞的侵袭和迁移能力，并采用荧光素酶测定基质金属蛋白酶2是miR-519d-3p的直接靶标，基质金属蛋白酶2活性受损参与胚胎滋养细胞侵袭，由此推测miR-519d-3p依赖于调控靶基因基质金属蛋白酶2而发挥抑制滋养细胞迁移、侵袭的作用。

不良的胚胎植入也是先兆子痫疾病的主要影响因素，也是由滋养细胞不能很好地迁移与侵袭引起，研究报道了多种miRNA通过影响滋养细胞的迁移和侵袭，导致胎盘发育的缺陷，引起先兆子痫的发生，如miR-137可能通过影响胎盘滋养层细胞的增殖和迁移，导致胎盘植入不良，引起先兆子痫的发生[28-30]。miR-204可能通过调节靶基因基质金属蛋白酶9的表达抑制滋养细胞的侵袭，使滋养细胞侵入不足，继而胎盘发育异常，引起先兆子痫的发展[29]。miR-125b-1-3p通过靶向先兆子痫中的鞘氨醇-1-磷酸受体1抑制滋养层细胞的侵袭[30]。先兆子痫胎盘中异常上调的miR-20a通过靶向FoxA1损害滋养层细胞的增殖和侵袭行为[31]。miR-29b表达上调可能通过抑制滋养层细胞侵袭和血管生成以及增强滋养层细胞凋亡而促进先兆子痫的发生[32]。

胎盘滋养细胞不好的迁移、侵袭可导致先兆子痫或胚胎停育的发生，了解miRNA影响胎盘滋养细胞的迁移、侵袭具体作用机制会破解多种疾病的发病原因。

3 miRNA与子宫内膜的容受性

子宫内膜容受性是子宫内膜对胚胎的接受能力及允许胚胎黏附其上直至植入完成的一种状态。子宫内膜的容受性是胚胎发育的重要保障。有研究发现胚胎植入失败者与正常胚胎发育者的子宫内膜呈现不同的miRNA谱，表明miRNA对子宫内膜容受性有调节作用[33]。有学者称miR-199b-5P可以降低细胞信号转导基因糖皮质激素诱导激酶1的表达，影响子宫内膜容受性,导致退膜化,引发流产[33]；转化生长因子-β1是一种重要的纤维化因子，能够调节细胞外基质代谢、细胞增殖、凋亡和分化等多种细胞功能[34]。转化生长因子-β1也是子宫内膜容受性标志物，其作用于人子宫内膜基质细胞后可明显抑制子宫内膜蜕膜化。miR-181a可抑制其靶基因转化生长因子-β1的表达，引起蜕膜化的改变，导致胚胎脱落[35]。miRNA在子宫内膜容受性期的独特表达谱可能成为胚胎停育早期高度特异性的诊断工具，但需要更多的研究来探索。

4 miRNA与胎盘新生血管

胎盘血管的良好发育是胎盘发挥其与母体进行物质交换功能的基础，胎盘形成强大的血管网才能保障胎儿的供血量[36]。胎盘血管的形成是一个由多种生长因子和细胞因子参与的复杂过程，目前研究表明miRNA也参与胎盘血管形成，且发现几种miRNA表达的异常可能会引起胎盘血管生成减少，影响胎盘发育，增加胚胎停育风险[37]。血管内皮生长因子反映了血管内皮细胞的增殖能力,有研究称血管内皮生长因子是miR-16的一个靶基因，miR-16可以下调血管内皮生长因子表达，使胎儿-母体血管网的生成减少，增加流产的机会[37]；在缺氧环境下，缺氧诱导因子1在调控血管新生方面有重要作用[38]。高玉霞等[39]研究发现，miR-223-3p在不明原因的复发性流产患者绒毛组织中过表达，且通过实验分析得出miR-223-3p可能通过抑制Rps6kbl/缺氧诱导因子-1α信号通路而使缺氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子表达降低,减少胎盘血管的新生，诱发滋养层及胎盘血供不足,胎儿因血循环障碍而停止发育。Liu等[40]研究发现，miR-203在胎盘血管内皮细胞中有表达，与血管内皮生长因子-A和血管内皮生长因子-R2表达负相关，与胎儿胎盘血管生成密切相关。还有报道miR-24可以调控血管内皮细胞的凋亡，参与胎盘血管的生成[41]。近年来miRNA与胎盘血管生成是目前研究的热点。

5 miRNA与母胎激素分泌

母体和胎儿在胚胎生长过程中都会分泌各种激素，两者分泌的激素能够相互作用，相互促进，处在一个动态平衡状态[42]。母体和胎儿分泌的激素有多种，形成了一个复杂的激素网络，两者分泌的激素协同效力对妊娠的维持有重要作用[43]。随着miRNA研究的深入，有学者检测到miRNA表达变化会影响胚胎发育过程中母体和胎儿激素分泌的改变，对胚胎发育造成不同程度的影响，严重者会引起胚胎停育。有报道miR-99a可能通过调控生殖相关激素合成通路或控制生殖激素释放的信号通路中的某些靶基因改变胚胎发育中激素分泌，导致流产的发生[44]。因激素分泌受多种因素的影响，其确切的调控通路很难确定，导致miRNA与母胎激素分泌相关性的研究较少，对于这一空白的领域需要更多的学者去探索。

6 miRNA多态性

目前越来越多的研究表明，单核苷酸多态性或miRNA编码区的突变可能会改变miRNA的表达和成熟，并参与疾病的发生[45-48]。miRNA基因多态性与流产有关，miRNA基因的多态性或者突变会影响胚胎发育相关miRNA的成熟以及影响相关miRNA对靶基因的调控，干扰了miRNA对胚胎发育调控的正常功能表达，导致胚胎发育的异常，引起流产的发生。韩国学者的一项研究表明，miR-27a A→G和miR-449b的多态性和流产相关，miR-449b的GG和AG+GG的变异基因型会影响miR-449b的成熟，干扰了其正常的功能，增加了自然流产的风险[46]；还有研究发现，miR-125a中的两个单核苷酸多态性改变了miR-125a的产生，进而导致汉族女性复发性流产风险系数升高[47]。Cho等[48]研究表明，miR-146aC→G、miR-149C→T、miR-196a2T→C和miR-499A→G多态性与韩国女性的复发性流产有关，且得到来自伊朗关于复发性流产研究的数据支持[49]。近年来的一项研究提示，miR-423编码区的多态性也与复发性流产相关[50]。目前miRNA基因多态性与流产之间的研究较少，两者间有无确切的作用关系需要进一步实验论证，但这一发现为胚胎停育发生机制的研究提供了新的视角。

7 小 结

miRNA是各个领域研究的热点，目前的研究已经发现miRNA的作用机制是通过调控靶基因的蛋白水平变化，参与细胞分化、增殖和生长等生物学进程，且已经证实其与肿瘤、生物个体发育之间有重要的相关性。相信随着miRNA研究的深入，它在生物学行为中的作用机制也会越来越明确。

在生殖医学领域，miRNA的研究有望明确不明原因胚胎停育的发病机制，成为精确医学时代中胚胎停育预测、诊断和治疗的分子标志物。但由于参与胚胎发育的miRNA种类较多，并且每一种miRNA对应多种靶基因，导致目前很多研究只能停留在miRNA与靶基因对应关系的基础层面上，希望后续有更多的研究能够深入信号通路研究，进一步明确不明原因胚胎停育发病的分子生物学机制。