miRNA调控妊娠期滋养细胞凋亡的研究进展

邵露露，葛新滢，高雪林，何荣霞*

（1兰州大学第二临床医学院，兰州 730000；2兰州大学第二医院产科，兰州 730030）

在妊娠的过程中，胎盘最早形成，也是母胎交换的唯一器官，对妊娠期胚胎的发育和生长至关重要[1]。滋养细胞作为胎盘的重要组成细胞，与胎盘的形成及其功能密不可分。而滋养细胞的凋亡受多通路、多因素的影响，受细胞内多个因子的调控[2]。miRNA作为基因表达的主要调控因子，可以靶向诱导mRNA降解或抑制其翻译，从而参与广泛的细胞过程，在多种疾病的发生和发展中发挥重要作用[3]。近来的研究发现， 多个miRNA可通过调控滋养细胞的凋亡参与妊娠期胎盘相关性疾病的发生。

1 microRNA（miRNA）

microRNA（miRNA）是一组由20~24个核苷酸组成的小型非编码RNA。自1990年被发现以来，miRNA已经被证实在细胞分化，增殖，凋亡，血管生成，甚至炎症等多个生物学过程中发挥重要作用。它在细胞内主要通过结合靶mRNA的3’非翻译区（3’UTR）抑制翻译，降低mRNA稳定性，由此抑制基因表达，在生长发育的各个阶段发挥有效的生物学效应[3]。既往研究发现，miRNA可以参与滋养细胞侵袭、血管生成和炎症免疫等多个过程，其作用机制也已得到广泛研究[4,5]。近年来，对miRNA是否能够调控滋养细胞凋亡的研究已成为热点话题，多个miRNA已被证实可以滋养细胞的凋亡，并在某些疾病的发生发展中起到重要作用。

2 滋养细胞凋亡

凋亡又被称作程序性死亡，是由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞自然死亡过程。细胞凋亡典型的形态学改变是细胞核内发生染色质边集、胞膜皱缩内陷、分割包裹形成凋亡小体[6]。细胞的程序性死亡是一个被严格调控的过程，该过程主要执行者是胱天蛋白酶（caspase）家族，根据其在凋亡级联中所处的位置，可分为启动子胱天蛋白酶（caspase 8、9、10）和效应子胱天蛋白酶（caspase 3、6和7），主要通过裂解许多重要的细胞蛋白，使细胞发生凋亡[7]；此外，细胞凋亡也受Bcl-2蛋白家族的调节，该家族主要由促凋亡的Bax、Bak、Bad和抗凋亡的Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-w组成，主要通过调节线粒体膜的通透性来调节细胞活性，进而在细胞的凋亡过程中起重要作用[8]。

在胚胎发育早期，滋养细胞可以分化为两种表型的细胞，即绒毛滋养细胞和绒毛外滋养细胞。绒毛滋养细胞主要参与营养物质和代谢产物的转运；绒毛外滋养细胞具有侵袭能力，可以向子宫间质和螺旋动脉腔内呈侵袭生长，参与母体螺旋动脉的重塑[9]。因此，老化的滋养细胞发生凋亡被选择性除去，新生滋养细胞替代其功能是保证胎盘正常发育前提，而正常的胎盘发育才能保证胎盘血供，保证胎儿发育所需的足够氧气和营养需求[10]。滋养细胞凋亡异常是多种胎盘相关性疾病发生的机制，其中，胎盘增生及植入的发生的机制之一是滋养细胞的凋亡被抑制[11]；而凋亡过度则会引起一系列胎盘障碍性疾病，如：子痫前期、胎儿宫内生长受限及复发性流产等，从而导致不良的妊娠结局[2,12,13]。滋养细胞的凋亡通路主要包括内源性（线粒体）途径和外源性途径，各通路也可相互作用[2]。

3 滋养细胞凋亡的内源性调控机制

线粒体是细胞必需的细胞器，被称为“细胞动力站”，它在细胞内源性凋亡途径中发挥着十分重要的作用。在该途径中起作用的主要为线粒体外膜，其受到多种细胞内凋亡信号的刺激后，通透性发生改变，使细胞色素c被释放[7]，细胞色素c与凋亡性蛋白酶激活因子1（Apaf-1）形成凋亡小体，凋亡小体再与pro-cacpase 9结合，将其裂解为cacpase9，从而激活效应子caspases3、6和7，效应子caspase可以激活与DNA和结构蛋白降解相关的酶使细胞发生凋亡[14]。既往实验已经证实，一些miRNA可以直接调控线粒体的功能，影响细胞色素c的释放，参与滋养细胞凋亡的调控，如miR-128a过表达可以使线粒体膜电位（δφm）和细胞内ATP水平降低、ROS水平增高使得线粒体损伤，细胞色素c释放增加，最终效应型caspase的活性增加，滋养细胞发生过度凋亡[15]；另一个miRNA—miR195过表达时，氧化应激后的滋养细胞δφm和ATP的含量均降低，并且其靶基因黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性氧化还原酶结构域蛋白1（FOXRED 1）和丙酮酸脱氢酶磷酸酶调节亚基蛋白（PDPR）表达下调，导致滋养细胞凋亡增加，但值得关注的是，在子痫前期胎盘中，miR-195表达水平相较于正常妊娠胎盘明显降低，可能的原因是氧化应激诱导miR-195水平降低，随后形成补偿机制，以防御氧化应激时干扰的能量产生和细胞凋亡[16]。

内源性凋亡途径也受Bcl-2家族的调控，最早的研究发现，miRNA-152在PE大鼠模型胎盘中高表达，用其模拟物转染BeWo细胞系，可以使BeWo细胞凋亡率明显增加，并且Bax水平升高，Bcl-2水平下降[17]。miR-let-7d也可以通过增加Bax，减少Bcl2的表达使人类胎盘滋养细胞TCs的凋亡增加[18]。而针对体外培养的HTR-8 / Svneo细胞系的实验中，研究者们也发现miR-34a、miR-210均可以使细胞发生过度凋亡，并且和Bcl-2的表达呈负相关，为了进一步了解相关机制，他们通过双荧光素和PCR去验证当miRNA表达量发生变化时，Bcl-2mRNA的表达，证实了miR-210和miR-34a都是通过在转录水平上对Bcl-2的负调节，从而诱导细胞凋亡[19,20]。另外，miR-93还可通过靶向Bcl –w mRNA的3’-UTR来抑制Bcl-w的水平，参与滋养细胞凋亡的调控[21]。Bcl-2家族的另一个抗凋亡的成员Mcl1，也被证实可以受一些miRNA靶向调控，miR-125b可以抑制目标基因Mcl1mRNA的表达和翻译，导致体外培养的滋养细胞凋亡增加[22]，和它同家族的miRNA-125a亦被证实可以靶向Mcl1调控滋养细胞的凋亡，在胎盘增生谱系疾病中，由于该miRNA表达下降，使得Mcl1上调，滋养细胞凋亡被抑制，植入部位中间滋养层（ISIT）细胞数量增加，基底板植入异常而无法从子宫壁脱离[11]；miR29家族的miR-29a/b/c同样可以靶向Mcl1抑制植入部位中间滋养细胞的凋亡参与胎盘植入的发生[23]。

4 滋养细胞凋亡的外源性调控机制

外源性途径又被称为死亡受体凋亡途径，其主要通过死亡配体与细胞膜表面上的相应死亡受体（Fas和TNF 1）靶向结合，促使形成诱导死亡的信号复合物（DISC），进而激活效应子caspase直接诱导细胞死亡[14]，或通过裂解Bcl-2家族成员Bid形成tBid，触发细胞内在凋亡途径[24]。miRNA也可参与外源性凋亡途径，研究证实，在复发性流产患者蜕膜组织中表达水平升高的miR-184，可以通过靶向W1G1上调Fas的表达，使滋养细胞凋亡增加[25]。

5 滋养细胞凋亡的其他调控机制

X连锁凋亡抑制剂（XIAP）是一种关键的凋亡调节剂，可靶向抑制多种caspase激活，同时保护细胞对抗Fas诱导的凋亡。据报道，miR-23a可直接靶向XIAP mRNA的3’-UTR ，抑制XIAP表达使得子痫前期患者滋养细胞凋亡增加[26]；miR-371a-5p亦被证实可以靶向调节滋养细胞XIAP-caspase-3的凋亡途径，参与复发性流产的发生[27]。

此外，在胎盘相关性疾病中另外一些表达失调的miRNA，可能和滋养细胞凋亡调控有关，如在子痫前期胎盘组织中表达升高的miR-141[28]，研究已证实其可以通过pl3k/AKT通路调控肺癌、胰腺癌细胞的凋亡[29,30]，结合滋养细胞与肿瘤细胞相似的生物学特性，miR-141在内的这些miRNA是否也可以通过相关途径调节滋养细胞的凋亡，这仍需进一步的证据。

6 结语与展望

研究认为，滋养细胞凋亡是一个严格调控的过程，凋亡调控异常可致多种胎盘相关性疾病的发生，miRNA可通过靶向调节凋亡通路中多个分子，在凋亡调控中发挥关键作用，故对其研究成为当下热点。miRNA性质稳定，具有早期分子标志物的潜力，且其可靶向调控细胞凋亡有望作为疾病的治疗手段，这对产科疾病的预防、诊断和治疗提供了新的思路，但对于其调控滋养细胞凋亡机制的研究仍处于起步阶段，需要更进一步的验证和探索。