MCP-1和CD105在稽留流产患者蜕膜组织中的表达及意义
2021-10-13刘学栾晓瑾肖正华
刘学 栾晓瑾 肖正华
稽留流产(missed abortion,MA)指胚胎或胎儿已死亡,仍然滞留在宫腔内,未能及时从阴道排出[1-2]。MA是妊娠早期的常见并发症,在我国的发生率约为13.4%,且呈逐年递增的趋势[3]。MA发病因素复杂,目前研究认为其发生与染色体异常、生殖道感染、母体系统疾病、内分泌失调和解剖缺陷等有关。然而仍有30%的MA病因尚不明确[4]。近年来,有研究发现单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)作为重要的趋化因子,在胎盘中广泛表达[5]。并且有研究指出当胚泡植入后MCP-1表达受抑,有助于胎盘的发育和妊娠的维持[6]。在复发性流产和反复着床失败的发展过程中,MCP-1能够将单核细胞募集到损伤和感染部位上,发挥促炎效应,从而导致不良结局[7]。胎盘的发育伴随着滋养细胞的侵袭和子宫螺旋动脉的重塑,这一过程受一系列血管生成因子的调控。CD105作为血管生成的相关标志物之一,参与维持血管内皮细胞的稳定,在胎盘组织中也呈广泛表达[8]。然而目前尚未有文献报道MCP-1和CD105在MA中的作用。本研究通过检测MA和正常宫内早孕要求终止妊娠者蜕膜组织中MCP-1和CD105的表达水平,探讨MCP-1和CD105在MA发生、发展中的作用,为进一步研究MA的发病机制提供理论依据。
1 对象和方法
1.1 对象 选取2020年6至12月重庆医科大学附属永川医院收治住院的10例MA患者作为MA组,选取同期收治住院的10例正常宫内早孕要求终止妊娠者作为对照组。MA组纳入标准:(1)孕周7~13周;(2)年龄20~35周岁;(3)彩超检查提示胚胎停止发育;(4)胚胎无染色体异常。对照组纳入标准:(1)孕周 7~13 周;(2)年龄20~35周岁;(3)彩超检查提示宫内妊娠,可见心管搏动。两组排除标准:(1)伴有全身性或生殖道的感染;(2)既往有不良孕产史;(3)有心血管系统、免疫系统、肝肾功异常的患者;(4)妊娠期间应用保胎药物。两组对象年龄、孕周、孕次、产次比较差异均无统计学意义(均P>0.05),见表1。本研究经重庆医科大学附属永川医院医学伦理委员会审批通过,所有对象均签署知情同意书。
表1 两组对象一般资料比较
1.2 主要仪器和试剂 FACSCanto Ⅱ流式细胞分析仪、电泳仪、制胶板、电泳槽、成像仪、Stain Buffer(批号:554657)均购自美国 BD公司;BCA试剂盒(批号:B00S001100)、Dulbecco's磷酸盐缓冲液(DPBS,批号:G4200)、4%多聚甲醛溶液(批号:AR0211)均购自中国鼎国公司;FBS(批号:F8687)和胶原酶Ⅳ(批号:V900893)均购自美国Sigma公司;ficoll分离液(批号:17544652)购自美国 Cytiva公司;CD45-APC-Cy7(批号:B314603)、MCP-1-PE(批号:B193217)、CD105 抗体(批号:10010278)、山羊抗小鼠单克隆抗体(批号:SA00001-1)、DAB 显色试剂盒(批号:PK10005)均购自美国Proteintech公司。
1.3 标本采集 术后立即收集两组的蜕膜组织,使用预冷的0.9%氯化钠溶液洗净组织的血液,直至漂洗液呈无色,一部分蜕膜组织放入冻存管内,置于-80℃冰箱保存,用于行流式细胞术和Western blot检测;一部分组织石蜡包埋后常温保存,用于免疫组化染色。
1.4 蜕膜免疫细胞(decidual immunocyte,DIC)中MCP-1表达水平检测 采用流式细胞术。两组每例各取50 g蜕膜组织于EP管中剪碎,加入1 ml浓度为0.01 g/ml的胶原酶Ⅳ消化30 min。然后加入5 ml含有10%FBS和1%双抗的完全培养基终止消化,用70 μm细胞过滤器过滤,收集沉淀细胞,然后使用5 ml DPBS重悬备用。另外准备一只15 ml离心管,将密度为1.077的5 ml ficoll分离液缓慢加入其中,再将准备好的细胞悬液缓慢覆盖在ficoll分离液上。使用水平离心机以2 500 r/min离心15 min,在5 ml的位置可见一层云雾状的液面则是所需DIC,缓慢将其吸出,离心后用Stain Buffer重悬,调整细胞浓度为1×106/ml。吸取100 μl上述细胞悬液放置于流式管中,分别加入CD45-APC-Cy7、MCP-1-PE流式荧光抗体各2.5 μl,然后避光孵育30 min,再用DPBS洗涤两遍后,用DPBS重悬至500 μl,立即用流式细胞仪检测。应用Flowjo软件测定MCP-1阳性细胞的比例,并进行统计学分析。
1.5 蜕膜组织中CD105的定位及表达水平检测 采用免疫组化法。分别取两组蜕膜组织石蜡块切片固定后做好标志,然后进行脱蜡和水化处理,再滴加 50 μl 10%BSA溶液于切片上,室温孵育60 min进行封闭,然后将50 μl抗-CD105鼠抗稀释液滴加在切片上 4℃孵育过夜。再用PBS洗涤后,向每个切片中添加100 μl二抗稀释液(1∶500),并在 4 ℃下再次孵育 50 min,阴性对照组使用PBS代替一抗。最后使用DAB显色,将所有切片用苏木精复染,通过分级乙醇脱水并用中性树胶封固。将制备好的切片置于显微镜下观察,并且随机选择3个视野(×10)进行拍摄。使用Image J软件测量每个视野CD105阳性信号的平均光密度值(average optical density,AOD),并进行统计学分析。
1.6 蜕膜组织中CD105表达水平检测 采用Western blot法。分别取两组每例蜕膜组织30 mg,严格按照BCA试剂盒测定蛋白浓度,然后置于-80℃冰箱内保存。分别配制10%分离胶和4%上样胶,待胶凝固后,每孔加入30 μg蛋白,然后在100 V恒压条件下进行跑胶,跑胶结束后,按照黑胶白膜的顺序于转膜液中组装夹板,将组装好的夹板放入转膜槽中,以恒定电流250 mA转90 min,转膜结束后将膜放置在5%脱脂奶粉中封闭1 h,然后加入1∶1 000稀释的鼠抗CD105单克隆抗体,4℃孵育过夜,再用TBST洗膜3次,接着用对应一抗种属的二抗稀释液(1∶1 000)敷育1 h后用TBST洗膜,最后用ECL发光检测试剂盒进行化学发光检测。使用Gel-Proanlyzer软件进行灰度定量分析。
2 结果
2.1 两组DIC中MCP-1表达水平比较 与对照组比较,MA组患者DIC中MCP-1阳性细胞比例明显升高,差异有统计学意义[(36.27±3.98)%比(15.17±7.62)%,P<0.05],见图 1。
图1 两组蜕膜免疫细胞(DIC)中单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)表达水平比较(a:两组DIC中MCP-1表达的流式细胞图;b:两组DIC中MCP-1阳性细胞比例比较的柱状图,*P<0.05;MA为稽留流产)
2.2 两组蜕膜组织中CD105表达水平比较 免疫组化结果显示,CD105在两组蜕膜基质细胞的细胞质与细胞核中均有表达,见图2a-b;与对照组比较,MA组患者蜕膜组织中CD105表达水平升高,差异有统计学意义(5.40±0.49 比 3.03±0.21,P<0.05),见图 2c。Western blot结果显示,与对照组比较,MA组蜕膜组织中CD105蛋白表达水平升高,差异有统计学意义(3.38±0.29比2.29±0.42,P<0.05),见图 3。
图2 两组蜕膜组织中CD105的定位和表达水平[a:稽留流产(MA)组蜕膜组织免疫组化染色所见,×10;b:对照组蜕膜组织免疫组化染色所见,×10;c:两组蜕膜组织中CD105平均光密度值(AOD)比较的柱状图,*P<0.05]
图3 两组蜕膜组织中CD105蛋白表达水平比较(a:两组蜕膜组织中CD105蛋白表达的电泳图;b:两组蜕膜组织中CD105灰度值比较的柱状图,*P<0.05;MA为稽留流产)
2.3 两组MCP-1阳性细胞比例与CD105蛋白表达水平的相关性分析 两组MCP-1阳性细胞比例和CD105蛋白表达水平均呈正相关(r=0.931和0.940,均P<0.01),见图4。
图4 两组单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)阳性细胞比例与CD105蛋白表达水平的散点图[a:稽留流产(MA)组;b:对照组]
3 讨论
在胚胎植入过程中,子宫内膜受卵巢激素的调控,促进子宫内膜间质细胞转变为较大圆形的蜕膜细胞,称为蜕膜化。同时,具有侵袭性的绒毛外滋养层细胞(extra villous trophoblasts,EVTs),植入和浸润至蜕膜化的子宫内膜中,促进螺旋动脉的形成和重塑,为生长中的胎盘和胎儿提供营养和氧气[9]。蜕膜化是成功建立和维持妊娠必不可少的一环,蜕膜基质细胞现已被认为是胎盘的主要免疫调节细胞之一,具有调节滋养细胞侵袭,抵抗炎症和氧化应激以及抑制母体局部免疫反应的独特能力[10-11]。一旦蜕膜化障碍则会导致EVTs迁移和侵袭受损,使螺旋小动脉重塑不足,胎盘血流量减少,进而导致胎盘缺氧。同时,蜕膜基质细胞释放各种胎盘因子,激活系统炎症反应,最终导致一系列妊娠并发症,如胎儿生长受限、先兆子痫和流产等[12-13]。本研究中所涉及的MCP-1和CD105是公认的与炎症免疫和血管形成相关的关键分子,本研究通过检测MA患者蜕膜组织中MCP-1和CD105的表达水平,从而为探究炎症和血管形成在MA发生、发展中的作用提供理论依据。
母胎界面主要由来自母体的蜕膜和来自胚胎和胎盘的滋养细胞组成,作为半同种异源的胚胎,不被母体免疫系统排斥,依赖于DIC的免疫调控。母胎界面的DIC主要由NK细胞、巨噬细胞、T细胞和多种少数细胞类型(如树突状细胞、自然杀伤T细胞等)组成[14]。蜕膜NK(dNK)细胞是最大的细胞群,在妊娠早期占母体免疫细胞的50%~70%,dNK细胞具有维持蜕膜微环境稳态的多种功能[15]。目前已被证实,dNK细胞数量和功能的变化与妊娠并发症有关,如流产、胎儿宫内生长受限和子痫前期等[16]。而MCP-1是子宫内NK细胞的有效引诱剂和激活剂,MCP-1的升高能激活和招募dNK细胞,使dNK细胞从它的自然保护作用转变为类似于具有细胞毒性的NK细胞,释放穿孔素和诱导滋养层细胞凋亡,导致流产[17]。此外,在胚泡植入的过程中,大量MCP-1由蜕膜巨噬细胞诱导释放,从而进一步将单核细胞激活为巨噬细胞并招募至母胎界面,参与炎症的发生[18]。蜕膜组织中MCP-1表达的升高可能促进促炎型巨噬细胞募集,进而分泌大量炎性细胞因子(如TNF-α、INF-γ和IL-1等),进一步增强MCP-1的表达,形成一个正反馈回路,最终导致不良妊娠结局[19-20]。本研究发现,MA组蜕膜组织中MCP-1的表达水平明显高于对照组,提示MCP-1在MA中发挥重要作用。因此笔者推测蜕膜组织中MCP-1水平参与了母胎界面的免疫失衡,MCP-1水平升高,直接导致了dNK细胞活性的改变,使其发挥细胞毒性作用。同时,MCP-1还可能通过诱导蜕膜巨噬细胞数量和功能的改变,发挥促炎的作用,最终导致MA的发生。
EVTs入侵子宫蜕膜后,与dNK和蜕膜巨噬细胞之间相互影响。在EVTs的植入过程中,螺旋小动脉壁的平滑肌细胞和内皮细胞不断降解,螺旋动脉从窄口径、高阻力血管转变为大口径、低阻力血管,血液以较低的流速向绒毛间隙输送,促进胎盘和胎儿的生长发育[21]。螺旋动脉发育障碍严重影响了胎盘和胎儿的发育,最终导致各种妊娠并发症。有研究指出,在子痫前期患者的血清中观察到CD105的表达水平显著上调,高水平的CD105导致血管内皮功能障碍、血管收缩和免疫失调,从而对母体和胎儿产生不良影响[22]。CD105是转化生长因子-β的跨膜辅助受体,能够干扰TGF-β与其受体的结合,抑制内皮一氧化氮合酶对血管的扩张作用,导致血管生成障碍,最终影响胎盘发育[23]。目前已经发现CD105除了抗血管生成的作用外,也可以参与炎症过程并调节免疫反应。CD105可以促进单核巨噬细胞的黏附和迁移,诱导促炎型的巨噬细胞分化,从而导致不良的妊娠结局[24]。本研究中,与对照组相比,MA组CD105的表达水平呈上调趋势,差异有统计学意义。因此笔者推测,CD105可能通过抑制血管发育和诱导炎症免疫反应来促进MA的发生。蜕膜组织中CD105表达水平上调,一方面证实了在MA患者中,存在胎盘血管发育障碍。另一方面,CD105作为炎症的调控因子之一,同MCP-1一样,也能导致促炎型巨噬细胞增多,加剧母胎界面的炎症反应爆发,最终导致MA患者的胚胎死亡。同时相关性分析显示,在蜕膜组织中,MCP-1和CD105呈正相关,这提示MCP-1和CD105两者可能存在着相互作用,从而共同调控MA的发生,但这仍需要进一步研究。
综上所述,本研究显示MA患者蜕膜组织中MCP-1和CD105高表达。MCP-1表达水平的升高,促使DIC的数量和活性发生改变,从而导致母体界面的免疫失衡。同时CD105的上调,导致子宫螺旋小动脉形成和重塑障碍,使胎盘发育不良,最终导致MA的发生。探讨MCP-1、CD105与MA的关系,有利于为研究MA的发病机制提供新的理论依据。