植入后胎盘滋养细胞调节的研究进展

陈欣，付振琳，杨菁

(武汉大学人民医院生殖医学中心，湖北省辅助生殖与胚胎发育医学临床研究中心，武汉 430060)

植入后，细胞滋养层(CTB)分化为合胞滋养层(STB)和绒毛外滋养层(EVTs)[1]。侵袭性EVTs进入母体子宫，将胎盘固定在子宫壁上，并重塑母体螺旋动脉，为发育中的胎儿提供营养[2]。这些过程受到干扰会导致与胎盘相关的病理性妊娠。滋养层浸润不足与复发性流产(RSA)、子痫前期(PE)和宫内发育迟缓(IUGR)密切相关[3-5]，而滋养层浸润过度又会导致胎盘植入和前置胎盘[6]。滋养层细胞的增殖、迁移和侵袭受多种复杂因素的调控，不仅母体子宫环境可以对胎盘绒毛滋养细胞进行调节，胎盘绒毛滋养细胞还能以自分泌等方式调节自身的迁移和侵袭。本文即对植入后胎盘滋养细胞调节因素的研究进展做一综述。

一、胎盘滋养细胞结构与生物学功能

1.胎盘滋养细胞结构：胎盘是一种临时的、多用途的妊娠特异性器官，胎盘通过脐带将母亲与胎儿连接起来，它为胎儿提供氧气和营养，并排除废物。此外，它还具有内分泌和免疫等功能[7]。在成熟的人胎盘中已鉴定出三种功能各异的滋养层亚型，它们分别是CTB、STB和EVTs[8]。

在胎盘发育过程中，CTB细胞增殖分化形成STB和EVTs。CTB细胞增殖和分化的持续性是维持胎盘发育和功能的基础[9]。CTB细胞在相邻细胞融合时增殖并合胞从而形成STB细胞。STB形成分隔母体和胎儿血液的主要上皮屏障，其足月表面积可达12～14 m2。胎盘的运输、激素分泌和免疫耐受功能由STB细胞完成。母胎界面的完整性取决于整个妊娠期CTB细胞的持续融合程度[10-12]。最终成为EVTs的CTB细胞要经历从上皮细胞到间质细胞的转变，CTB细胞从胎盘绒毛的尖端迁移，增殖然后分化形成非侵袭性近端滋养层细胞，继而增殖并分化为非增生性但有侵袭性的远端柱滋养细胞(DCT)[13]。从DCT起源后，EVTs细胞以间质EVTs(iEVT)的形式扩散进入子宫的蜕膜和子宫肌层内三分之一，然后进一步分化为血管内EVTs(evEVT)和腺内EVTs(egEVT)，egEVTs侵入子宫内膜腺体以增强胚胎的组织营养，而evEVTs细胞则转化为子宫内膜螺旋动脉以建立子宫胎盘循环[12-14]。

2.胎盘滋养细胞生物学功能：胎盘主要有内分泌功能和侵袭两大重要功能，其功能与滋养层细胞密不可分。胎盘是一种内分泌器官，它能产生蛋白质类激素，如人绒毛膜促性腺激素(HCG)或胎盘生长激素、以及类固醇类激素，如孕酮(P4)和雌激素，其包括雌二醇(E2)和雌三醇(E3)[15]。越来越多的证据表明，产妇的治疗方法以及环境都会改变胎盘的内分泌功能，从而影响胎儿的发育和妊娠结局。Feng等[16]发现三氯生(广谱抗菌剂)处理妊娠大鼠后会诱导循环类固醇激素产生减少，而类固醇激素的减少会影响胎儿的发育和生长。另一项研究发现三氯生和双酚A(内分泌干扰物)改变了P4的内分泌途径和子宫内膜基质细胞的蜕膜化，从而影响生育能力和妊娠结局[17]。

母胎界面的滋养细胞迁移和侵袭是成功妊娠的关键事件[18]。高度侵袭性的EVTs，它破坏子宫螺旋动脉的血管壁并进入管腔以替代血管内皮细胞，EVTs的侵袭可将胎盘附着在子宫上，并在整个怀孕期间使胚胎能够从孕早期子宫腺的分泌物及孕中期和孕晚期的孕妇血液中获取营养物质[19]。适当的EVTs入侵对于成功怀孕至关重要[20]。EVTs这种侵略性受到严格的生理调控。任何导致滋养层细胞入侵调节失衡的因素都会引起滋养层细胞行为的改变，而这种行为的改变会产生植入缺陷，从而导致胎盘来源的疾病[21-22]。了解调节滋养细胞异常侵袭功能的机制有助于我们找到新的胎盘来源疾病的治疗方法。

二、植入后胎盘滋养细胞的影响因素

(一)母体子宫因素对胎盘滋养细胞的影响

植入后不久，怀孕的子宫发生剧烈的变化，包括细胞外基质重塑、血管化、自然杀伤细胞数量增加和腺体分泌活性增加、以及间质成纤维细胞转化为多边形蜕膜细胞[23]。胎儿来源的胎盘滋养层细胞与蜕膜之间的相互作用对胎盘发育至关重要，当EVTs侵入蜕膜(妊娠子宫内膜)时，会遇到不同的母体细胞类型，如蜕膜自然杀伤细胞(DNK)细胞、蜕膜巨噬细胞(MΦ)、T细胞、树突状细胞(DC)、表达生长因子和细胞因子的基质细胞[24]。研究表明，DNK参与滋养细胞的侵袭和螺旋动脉重塑，而MΦ作为抗原呈递细胞发挥吞噬作用，同时还可以分泌细胞因子并调节母胎界面的免疫平衡[25-26]。T细胞和DC一直被认为是免疫平衡调节的关键细胞。这些细胞对滋养细胞功能的改变可能导致病理性妊娠，如PE、IUGR、RSA、早产和先天性感染[27]。

1.DNK对胎盘滋养细胞的影响：DNK是细胞因子和生长因子的强大产生者，它们在母胎界面内与EVTs非常接近，DNK作为人类蜕膜中最大的蜕膜免疫细胞(DIC)群体，研究表明，DNK不仅充当母胎界面的免疫调节剂，而且在滋养层的侵袭和血管重塑等调节中也起着关键作用[28-29]。Sliz等[30]发现DNK扩增受损与异常的螺旋动脉重塑有关，并且DNK扩增受损增加了CTB的侵袭从而导致死产、胎盘残留、产妇出血等妊娠疾病。此外，Ma等[31]发现DNK细胞可以通过产生白介素8(IL-8)和肝细胞生长因子(HGF)促进滋养细胞入侵，并通过产生血管内皮生长因子(VEGF)诱导滋养细胞向内皮表型分化。还有研究表明，糖蛋白A(GdA)可刺激外周血NK细胞部分转化为具有DNK样表型的细胞，并通过与L-选择素受体结合来增强转化细胞对血管生成和滋养细胞入侵的生物学活性[32]。

2.MΦ对胎盘滋养细胞的影响：巨噬细胞对成功妊娠至关重要，MΦ功能异常与不良妊娠结局相关[33]。基于表型和功能特征，MΦ被分为两个重要的亚群：M1和M2。M1巨噬细胞是由干扰素-γ(IFN-γ)和脂多糖(LPS)诱导的，是经典的激活/炎症类型，参与抗原呈递、促炎性细胞因子和一氧化氮的产生以及活性氧调节。由白介素4(IL-4)诱导的M2巨噬细胞是另一种激活/再生型，负责免疫耐受和组织重塑[34]。Buckley等[35]指出巨噬细胞具有调节滋养细胞的功能，这在妊娠早期蜕膜的重塑过程中至关重要。更加重要的是，不同的巨噬细胞状态调节滋养细胞的不同功能。现已发现MФ衍生的细胞因子白介素33(IL-33)是妊娠早期胎盘生长、原代滋养细胞、绒毛外滋养细胞和细胞柱滋养细胞增殖的关键因素[36]。另有研究发现，MФ可以诱导Fas配体(FasL)介导的凋亡，而凋亡的失调与RSA有关[37]。

3.T淋巴细胞对胎盘滋养细胞的影响：蜕膜中的T细胞在正常和异常妊娠中都起着重要的作用。T细胞可分为具有多种功能的多个亚群。T细胞的一些亚群可以帮助EVTs侵入子宫内膜并促进胚胎着床和胎盘形成，而其他一些亚群则与妊娠并发症例如PE和RSA密切相关[23]。蜕膜细胞毒性T淋巴细胞是CD8+效应T细胞，具有直接通过EVTs上的人类白细胞抗原C(HLA-C)或间接通过母体抗原呈递细胞(APC)识别胎儿抗原和裂解滋养层细胞的潜力[38]。T细胞亚群，尤其是CD4+辅助性T(Th)细胞，在成功妊娠中起关键作用[39]。在一些转录调节因子和细胞因子的驱动下，幼稚的CD4+T细胞能够分化为不同的亚群，包括Th1、Th2、Th17和调节性T(Treg)细胞[40]。Treg细胞是CD4+T细胞的独特子集，表达高水平的CD25，分化和功能受X染色体编码的转录因子叉头盒P3(Foxp3)控制，Treg细胞也是维持人类妊娠的必不可少的元素[41]。Robertson等[42]指出植入时，胚胎会表达来自父系的同种异体抗原，并可能引起威胁妊娠成功的炎症。为了确保可持续的妊娠，由Treg细胞介导的母体免疫耐受的活跃状态至关重要。Treg细胞可抑制炎症并支持母体血管适应，从而促进滋养层的侵袭和胎盘获得母体血液供应。Treg细胞数量不足或功能缺陷与RSA以及由于胎盘功能不全引起的各种妊娠并发症有关。wang等[43]利用特征明确的人EVTs细胞HTR8/SVneo来证明滋养细胞在调节CD4+T细胞分化中的显著作用，从而导致免疫抑制性Treg细胞的扩增。此外，CD4+T细胞在HTR8/SVneo细胞中下调了MMP-9的表达[43]。因此，CD4+T细胞对滋养层细胞的作用可能在预防妊娠晚期的滋养层细胞过度入侵中发挥了作用。

(二)胎盘滋养细胞自身的调节

作为人类胎盘的关键成分，滋养层细胞除了具有增殖和侵袭特性外，还可以表达和分泌各种趋化因子和细胞因子作用于自身，从而在维持正常妊娠等方面起效应细胞的作用[44]。研究发现，纤维蛋白原样蛋白1(FGL-1)主要由胎盘滋养细胞表达，在妊娠糖尿病受试者中FGL-1表达明显更高，且可通过细胞外信号调节激酶1/2依赖性途径促进滋养细胞增殖[45]。另有研究表明，趋化因子CXCL12和受体CXCR4/CXCR7在绒毛外滋养细胞中表达增加，且都与滋养层细胞增殖、迁移和侵袭的调节有关[46]。Olmos-Ortiz等[47]指出在怀孕期间，蜕膜是催乳素(PRL)的主要来源，在胎盘生长和血管生成中起着重要的作用，然而除蜕膜外，CTB、STB和EVTs也是胎盘上PRL和PRL-受体(PRL-R)表达的位点，该激素可在胎盘滋养细胞中通过旁分泌或自分泌的方式刺激滋养细胞迁移和侵袭。研究表明，在妊娠早期侵入性EVTs产生的HCG促进了它们自身的侵袭。Evans等[48]证实了HCG的这种作用，该研究表明，使用中和高糖基化的HCG抗体B152可显著抑制EVTs的侵袭。另有研究表明，B152可以通过阻止滋养细胞系JEG-3绒毛膜癌细胞分泌高糖基化的HCG来抑制其自身的生长[49]。

三、总结与展望

所有怀孕的成功取决于胎盘结构的正确形成和功能的正确调节。滋养层细胞作为胎盘最主要和最重要的成分，其分化和侵袭活性在空间和时间上受到严格控制，从而实现正确的胎盘形成。滋养细胞的功能缺陷会引起严重的妊娠相关并发症。因此，了解滋养层细胞功能的影响因素对于定义这些疾病的合理治疗和管理方式至关重要。对植入后胎盘滋养细胞影响因素的深入研究将有助于揭示妊娠相关疾病的发病机制，并为疾病的早期预测、动态监测提供新的手段和方法。