原因不明自然流产发病机制的研究
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原因不明自然流产发病机制的研究
米亚英
(山西大同大学医学院,山西大同037008) 2011年1月第1卷第1期
米亚英,男,1957年9月生,教授,硕士,山西大同大学医学院副院长。山西医科大学硕士生导 师,山西省教育厅联系的高级专家,Ih两大同大学教学名师,lfI西大同大学学科带头人。现任山
西省预防医学会病原生物学专业委员会委员,中国微生物学会会员,I【I西省普通高等学校中级 职称评审委员会委员,山西省高职高专教育评估专家库成员。1976年9月至1979年6月在大
同医学专科学校读书,毕业后留校任教。1988年9月至1991年6月在1lI西医科大学读书,获硕
士学位。1991年7月至今在山西大同大学医学院工作。
一直从事医学微生物学与免疫学教学和科研工作。曾参与省、部级科研项目多项,主持和参与
省级教学研究项目3项。参编国家统编教材8部(1部为主编、5部为副主编、2部为编者)。主要在军团病、肝炎、钩端螺旋体
病、结核病及生殖免疫等方面做了一些研究工作,在省级以上杂志上发表科研论文40余篇。获山西省科技进步三等奖1
项,省级教学成果二等奖1项,lI1西医科大学科技成果三等奖1项,大同市科技进步一等奖1项,二等奖2项。1997年被山
西省劳动竞赛委员会授予为四化建设作出贡献一等功,2001年被评为1h两省模范教师。 【摘要]目的通过对正常妊娠模型小鼠CBA×BALB/c与自然流产模型小鼠CBA×DBA/2某些生物学特性对比研究,探讨
胎盘单位免疫异常、细胞增生和凋亡失衡以及细胞的识别和黏附能力下降或缺陷等与原因不明自然流产之间的关系。方法
建立正常妊娠小鼠模型CBA×BAI B,c和自然流产小鼠模型CBA×DBA/2;采用免疫组化法检测两组模型绒毛滋养层和蜕 膜组织中细胞因子与受体f(肿瘤坏死因子一 (TNF— )及其受体(TNFR1)、单核细胞趋化蛋白一1(MCP—1)、凋亡调控蛋白
Bcl一2、Bax、Fas、FasI 和细胞增殖与黏附相关蛋白PCNA、OPN、Survivin)的表达;采用酶联免疫吸附试验(ABC—ELISA)测定
两组模型血清sTNFR的表达,采用DNA缺口原位末端标记技术(TUNE[ )测定两组模型绒毛滋养层和蜕膜组织细胞凋亡。 结果自然流产模型蜕膜组织中TNF— 、MCP一1和TNFR1均显著高于正常妊娠模型,血清sTNFR亦显著高于正常妊娠模
型;绒毛滋养层和蜕膜组织中细胞凋亡指数自然流产模型明最高于正常妊娠模型;自然流产模型绒毛滋养层和蜕膜组织中 PCNA、OPN和Survivin表达均低于正常妊娠模型。结论原因不明自然流产的发生与胎盘单位免疫异常、细胞的增生和凋
亡失衡以及细胞的识别和黏附能力下降缺陷有一定关系。
【关键词]妊娠;自然流产;生殖免疫;细胞凋亡 [中图分类号】R764.9 【文献标识码]A 【文章编号】2095—0616(2011)O1—24—02
自然流产(spontaneous abortion)是一种非强制性天然流产,
指连续发生3次或3次以上妊娠并流产者,又称为习惯性流产
或复发性流产l】l。一般认为自然流产的病因与遗传阕素、内分泌
因素、感染因素、内生殖器解剖异常有关,但仍有60%~70%以上 的自然流产患者病因不清,临床上称为原因不明自然流产(un—
explained recurrent spontaneous abortion,URSA)。根据临床观察
和动物实验发现,母体和胎儿之间构成的胎盘单位的免疫异常、
细胞的增殖能力下降和细胞凋亡调控失衡以及细胞的识别和黏 附能力缺陷等可能与原因不明自然流产的发生有关。
1 原因不明自然流产与免疫
妊娠可以被认为是一种同种移植现象,胚胎是一种半移植 物,胎儿在母体不被排斥,有赖于母儿间的免疫平衡,其中母体
对胎儿的免疫耐受起决定作用。若由于某种原因打破了这种免
疫耐受机制,即可导致自然流产等病理妊娠的发生。因此流产实
际上是移植排斥的结果。正常情况下,胎盘为免疫隔离部位
(immunologically privileged site),使遗传有父亲的MHC分子的
国家人口计生委科技司立项(课题编号:c1—41)
24中目医药车牛学CHINA MEDICINE AND PHARMACY 胎儿不被母体的免疫系统排斥而正常妊娠。但胎盘作为生理屏
障并非有绝对隔离作用,也有少量胎儿细胞可以进入母体,刺激
母体产生抗同种异型MHC分子的抗体,所以母体怀孕后存在着
发生流产的潜在可能性。目前认为胎盘除机械地阻止大量胎儿 细胞进入母体外,胎盘的绒毛膜滋养层细胞和子宫上皮细胞均
可产生、分泌TGF—B、II 一4和IL一10等细胞因子,抑制排斥反
应,对维持正常妊娠也具有一定作用。
一般认为80%的原因不明自然流产有免疫学机制。研究表
明,引起自然流产的免疫学机制主要表现为封闭抗体缺乏、自身
免疫机制异常、有异常自身抗体产生和细胞免疫过强。Fujino等
发现蜕膜组织NK细胞数量增加与流产关系密切。Vassiliadou等 发现早期自然流产者蜕膜组织的T细胞亚群和比例与正常早孕
者相似,认为流产者T细胞抗基因型改变可能是自然流产的原
因之一。也有人通过实验证明,原因不明自然流产的妇女蜕膜免
疫细胞产生过量胚胎毒性细胞因子,Thl/Th2平衡偏向Thl,对原
因不明自然流产的发生具有重要作用。
我们课题组曾承担一项国家人口计生委资助项目(『2005111
号Cl一41),我们通过对正常妊娠模型小鼠CBA×BALB/
c与自然 2011年1月第1卷第1期
流产模型小鼠CBA×DBA/2之间免疫特性进行比较研究,在探
索原因不明自然流产发生机制方面取得了一些成果。我们采用
SABC法测定两组模型鼠孕13d蜕膜组织肿瘤坏死因子一
(TNF—Ct)及其受体(TNFR1)和单核细胞趋化蛋白一l(r ̄cP一1)
的表达,采用酶联免疫吸附试验(ABC—ELISA) ̄J定两组模型鼠
孕13d血清sTNFR的表达,结果显示自然流产模型鼠蜕膜组织
中TNF—Ot、MCP一1和TNFR1均显著高于正常妊娠模型鼠,血清
sTNFR亦显著高于正常妊娠模型鼠。我们的结果提示TNF—Ot、 MCP一1、TNFR1和sTNFR可能与自然流产的发生、发展有关,某
些病理情况引发的蜕膜组织TNF—Ot、MCP一1和TNFR1表达增
加也许是自然流产发生的原因之一。sTNFR水平升高可能对妊
娠具有自我保护和自我稳定的生理意义。
2原因不明自然流产与胎盘细胞凋亡
胎盘是母儿间物质交换的器官,具有生物合成、免疫调节和
物质转运的功能。胎盘功能的发挥依赖于其结构的完整性。细胞
凋亡与细胞增殖共同调节胎盘的发育、成熟和老化。正常胎盘组 织的凋亡是一种生理现象,胎盘细胞的凋亡对维持妊娠具有重
要作用。有人认为,人胎盘滋养层细胞凋亡导致胎盘绒毛不连
续,有利于母儿问物质交换;合体滋养层细胞部分细胞凋亡可能
有助于维持合体滋养细胞与细胞滋养细胞的正常比例。正常妊
娠过程中胎盘绒毛和蜕膜的细胞凋亡和增殖处于一种平衡状
态,一旦发生异常凋亡、平衡状态被打破,可能导致自然流产等
病理妊娠的发生。Shiraishi等离用TUNEL技术对腹膜内注射重组 白细胞介素一2(IL-2)导致流产的妊娠鼠胎盘检测时发现,绒毛
滋养层细胞凋亡较正常妊娠鼠高;Kokawa等臼】发现早孕自然流产
者绒毛组织中可见到特征性的细胞凋亡,且其量较正常妊娠有
明显增加。有研究认为,妊娠早期失败与合体滋养层细胞凋亡增
加有关,与绒毛膜促性腺激素水平和年龄无关。
我们课题组采用DNA缺口原位末端标记技术(TUNEL)测 定正常妊娠模型小鼠CBA X BALB/c与自然流产模型小鼠
CBA×DBA/2两组模型孕13d绒毛滋养层和蜕膜组织细胞凋亡,
通过免疫组化SABC法测定两组模型绒毛滋养层和蜕膜组织
Bcl一2、Bax、Fas和FasL四种凋亡调控蛋白的表达。结果显示绒毛 滋养层和蜕膜组织中细胞凋亡指数自然流产模型鼠明显高于正 常妊娠模型鼠;Bax的表达自然流产模型鼠高于正常妊娠模型
鼠,Bcl一2的表达自然流产模型鼠高于正常妊娠模型鼠,Fas和 FasL在绒毛滋养层中的表达两组无明显差异,但在蜕膜组织中
FasL表达自然流产模型鼠明显高于正常妊娠模型鼠。我们的结
果提示早孕期绒毛滋养层和蜕膜组织凋亡异常是自然流产发生 的机制之一,Bcl一2/Bax,Fas/FasL途径可能是诱导早孕期绒毛滋
养层和蜕膜组织中细胞凋亡的重要因素。
3原因不明自然流产与胎盘细胞的增殖与黏附
妊娠可以被认为是一种“假恶性”过程,即具有像癌症一样
的能量植入和侵袭绒毛滋养层 。有人提出日益增长的胎儿是肿
瘤样类似物 。因为肿瘤的一些特征也可以在一个成长的胎盘中
发现,例如持续的血管发生、自给自足的生长信号、对抗生长信 ・专家论坛・
号的不敏感、组织侵袭、避免凋亡的能力以及高增殖率等。在胎
盘形成与发育过程中,绒毛滋养细胞的增殖能力的下降、侵袭与
黏附能力的缺陷都将影响胎盘的生长发育和功能,从而导致病
理妊娠。 正常早孕绒毛滋养层细胞处于功能旺盛期,增殖活跃,蜕膜
腺体和蜕膜细胞为早期的孕卵发育提供营养,并免受侵扰。有研
究发现早期的胚胎滋养层细胞具有较高的侵袭性,其黏附分子
的改变等生物学行为与恶性肿瘤形成有相似之处,通过启动黏
附、基质降解、迁移及新血管形成等信号级联反应,分别在植入
窗口期和胎盘形成期与子宫内膜和周围组织黏着,继而侵袭、增
殖、分化,形成新的组织。Mochizuki等163报道,在正常早孕的绒毛 滋养层细胞中检测到大量增殖细胞核抗原(PCNA),其表达水平
可反映滋养层细胞的增殖能力。OPN作为ECM的一种重要的非
胶原蛋白具有多种生理功能,其中最主要的就是通过细胞黏附
序列,从而与细胞相结合并发挥黏附作用17]。胚胎发育时,同类或
相关细胞彼此互相识别,经过迁移能按一定的模式聚合和黏着
在一起构成组织。近年来人们普遍认为,这是由于细胞膜上的糖
蛋白受体与相应细胞衣内的糖链结合的结果。Survivin是目前发
现的最强的凋亡抑制因子,其表达具有细胞周期依赖性,主要表
达于细胞周期中的G2/M期,Survivin的组织分布具有明显的选
择性,研究表明它表达于胚胎和发育的胎儿组织,而未见于终末
分化的成人组织,但当细胞发生转化、恶变时又重新表达[Sl。su卜 vivin还参与细胞有丝分裂的调节和胞质分裂,与细胞增殖有关。
有人认为Survivin在有丝分裂过程中与其他染色体信使蛋白 INCENP、Auorra一2B激酶等相互作用,调节微管组织中心和卵裂
沟的形成、染色体分离和细胞质分裂。当Survivin的表达下降时,
使得Caspase3活性增强,导致细胞在G2/M期凋亡或细胞分裂异
常,从而影响细胞的正常增殖。抗Survivin抗体的靶向作用可导
致姐妹染色体过早分离、纺锤体检查点活性失调以及持续的中
期停顿,常伴随有丝分裂突变,从而下调细胞增殖水平191。 我们课题组采用免疫组化sP法测定正常妊娠模型小鼠
CBA×BALB/c与自然流产模型小鼠CBA×DBM2孕13d绒毛滋