蜕膜组织是
子宫内膜间质受蜕膜化诱导因子刺激而增殖和再分化形成的一种特殊组织,它对于妊娠的建立和维持至关重要。
简介
子宫内膜的蜕膜和蜕膜功能的正常表达,对
胚胎着床、妊娠建立与维持,以及
分娩发动均起着极为重要的作用。研究蜕膜的生长、退化和调控,对于明确胚胎着床机制和生育调节都有极为重要的意义。随着细胞凋亡及其调控机制研究的不断深入,人类对于生殖过程中蜕膜
细胞增殖与凋亡及调节因素也越来越重视,并且取得了相应进展。
反应诱导
子宫内膜间质成
纤维细胞具有潜在增殖和再分化能力,经
卵巢激素充分协调作用后子宫内膜一旦受到蜕膜反应原刺激,即可发生蜕膜样变。蜕膜化过程伴随着子宫内膜腔上皮
细胞、间质细胞、细胞构成、细胞外基质和血管结构的一系列适应性改变。其发生机制可能是蜕膜反应诱导因子作用于腔上皮细胞,后者又产生某种信息物质作用于上皮下间质细胞,诱发特定基因和蛋白表达,促使间质细胞增生、分化,表现出蜕膜细胞的形态和功能特征。 lejeune等发现,若事先刮除
小鼠子宫腔上皮细胞,则不能诱导蜕膜反应,说明腔上皮细胞在间质蜕膜化过程中起着传递信息的作用。另外,较早形成的蜕膜细胞还可通过
旁分泌机制诱导其周围的成
纤维细胞发生蜕膜样变。
研究发现,大鼠
交配后,
子宫内膜立即呈现以巨噬
细胞和颗粒细胞为主的非特异性炎性反应,同时伴有多种
细胞因子的产生,如
集落刺激因子-I( cSF-1)和粒细胞
单核细胞集落刺激因子( gM-CSF)、
白血病抑制因子( lIF)、
免疫细胞介素-1,6( iL-1,6)和
肿瘤坏死因子α( tNF-α)等,提示这些细胞因子可能参与子宫内膜的蜕膜化诱导。
前列腺素对子宫内膜蜕膜样变也十分重要。 key等发现,局部应用前列腺素可以诱导蜕膜反应,前列腺素
拮抗剂则阻止或延迟蜕膜反应发生。 acker等向
小鼠宫腔内注射
血小板激活因子( pAF),可以诱导蜕膜反应,而 pAF拮抗剂 bN5202和前列腺素拮抗剂
消炎痛均可抑制 pAF的作用,提示前列腺素可能直接诱导蜕膜反应,或者介导 pAF的作用。
生长退化
子宫内膜蜕膜样变开始于
胚胎着床以前,胚泡接触部位的上皮下间质成纤维
细胞增生、分化为成熟的蜕膜细胞,并逐渐向周围扩展,最终遍及整个子宫内膜层。而早期形成的蜕膜细胞又依照同样的方向不断退化和死亡,并被邻近的滋养细胞吞噬。蜕膜细胞的增殖与退化同时并存,二者在
动态平衡中协调蜕膜细胞的数量和滋养细胞的侵蚀。蜕膜细胞的增殖与退化不依赖于胚胎本身的存在,而是受特定的程序控制,提示蜕膜细胞的死亡是一种生理性程序化死亡。但这种生理性死亡是否为典型的细胞凋亡( apoptosis)曾引起过不少争论。 bijovsky等发现,退化蜕膜
细胞中存在大量溶酶体样小体和
自噬体,并伴有
酸性磷酸酶和芳香化硫酸酶 b活性降低,死亡的蜕膜细胞及碎片主要由滋养细胞吞噬,没有蜕膜细胞吞噬活性的证据,有别于典型的细胞凋亡,因而认为蜕膜细胞的死亡主要是自噬性退变( autophagic degeneration)。
研究发现,蜕膜细胞的死亡是一种典型的细胞凋亡。1976年, hopwood等在蜕膜组织中曾见到凋亡小体。 welsh等也发现,
细胞核皱缩是退化蜕膜细胞的主要特征。gu等对假孕
小鼠蜕膜组织进行
脱氧核糖核酸抽提
电泳,见到了特征性 DNA梯状条带(Ladder), kokawa等在人
子宫内
妊娠和
输卵管妊娠的绒毛和蜕膜的调亡研究中发现,正常宫内妊娠可检测到少量的 DNA裂解,输卵管妊娠中可见特征性 DNA梯状条带,从而证实蜕膜
细胞存在 细胞凋亡。他们还发现,蜕膜细胞调亡由
胚胎接触部位开始逐步向周围扩展,但总以胚胎接触部位最显著。
调控
3.1基因调控
细胞凋亡受多种基因调节,但是否存在特异性凋亡基因尚无定论。研究发现,不同基因或相同基因在特定作用背景下对靶细胞增殖与凋亡可有不同的调节作用。
3.1.1 bcl-2相关基因
该基因首先由迁本( tsujimoto)从
滤泡淋巴瘤分离出来,现今已知该
基因家族包括 bcl-XL、 bcl-
BAX、 bHRF-1、 lMW5-XL、 mcl-1和 bak六种,除 bak和 bcl–Bax可能诱导和促进细胞凋亡外,其余均为细胞凋亡抑制基因。
akcall等对切除
卵巢的
小鼠给以雌、孕激素序贯治疗后人工诱导蜕膜反应,研究 bcl-2和 bax在
子宫内膜上皮间质细胞的表达。结果发现,只有上皮细胞表达 bcl-2蛋白,并随蜕膜化进展而表达减少; bax表达增加或 bax/bcl-2比例增加是蜕膜细胞调亡的早期表现。提示
BAX可能诱导或促进蜕膜细胞凋亡,而 bcl-2抑制蜕膜细胞调亡。
3.1.2 c-Myc基因
是一种凋亡抑制基因,它在子宫内膜的表达受雌、孕激素调节。 hact-Hudson等发现,
雌二醇可刺激子宫内膜上皮细胞表达 c-Myc,胚泡植入时,孕作用占优势, c-Myc基因的表达也以间质和蜕膜细胞为主,从而抑制蜕膜细胞过度凋亡。
3.1.3其他基因
有研究发现, wilm’s肿瘤基因( wT1)可能有促进蜕膜增殖而抑制其凋亡的作用。 c-fos基因随
子宫内膜增生而表达增加,但与蜕膜细胞凋亡与增殖的关系尚不十分清楚。肿瘤抑制基因在早孕期滋养层分化中起着重要调控作用。
胚泡植入前和植入过程中,子宫内膜可检测出多种
细胞因子,提示细胞因子可能参与子宫内膜上皮和间质细胞的增殖、分化和凋亡。
3.2.1转化
生长因子( transforming grolwth Factor-β)自70年代以末分离出 tGF-β以来,已发现有五种亚型。 moulton等的体外研究发现, tGF-β1、β2对内膜间质
细胞增殖有抑制作用,而对其凋亡却剂量依赖性促进作用。因而认为 tGF-β具有促进蜕膜细胞凋亡的潜在作用。
激动素( activins)是 tGF-β家族的重要成员,能诱导多种组织细胞凋亡。在凋亡的蜕膜
细胞中, activin表达极高,提示 activin可能具有促进蜕膜细胞凋亡的作用。
表皮生长因子( epidermal Crowth Factor,
西妥昔单抗) eGF存在于多种组织,促进细胞有丝分裂。在胚胎植入过程中, eGF-mRNA、 eGF和 eGF受体表达增加,提示 eGF的主要功能是刺激蜕膜
细胞增殖、分化,而对其凋亡具有抑制作用。
胚胎植入及早孕期,蜕膜组织中
克隆刺激因子-1( cSF-1)、胰鸟素样生长因子( iGF)、碱性纤维
细胞生长因子( b-FGF)、
干细胞因子( sCF)和
肝细胞生长因子( hGF)均增加,据其一般作用推测,其作用主要是促进
子宫内膜间质和蜕膜细胞增生、分化,有待进一步研究 证实。
3.3甾体激素
甾体激素对靶细胞增殖与分化的支持和促进作用已经得到了充分研究,当其撤退或作用被
拮抗剂阻断时,靶细胞不仅停止增殖和分化,而且迅速发生凋亡。甾体激素对子宫内膜间质和蜕膜细胞凋亡的作用目至今还有争论。
雌激素( estrogen,E)能促进子宫内膜上皮
细胞增生,抑制其凋亡,已为众多研究所证实。 rotello等发现, e可部分逆转假孕兔因切除
卵巢所致的内膜上皮细胞凋亡,加用
黄体酮时这种作用更明显,但 e对
子宫内膜间质和蜕膜细胞凋亡的作用,仍还不清楚。
3.3.2孕激素
孕激素( progesterone, p)对子宫内膜细胞凋亡的影响,体内和体外实验结果不完全一致。据子宫内膜的
周期性形态变化和 p
血浆水平变化的关系分析, p可能诱导或促进子宫内膜上皮细胞凋亡,但体外实验和体卵巢切除
小鼠予以激素替代治疗却发现, p可抑制子宫内膜细胞凋亡。同时 p还可逆转 ru486所诱导的内膜细胞凋亡。受孕以后,
黄体酮分泌持续增加,导致
子宫内膜发生蜕膜化。
胚胎植入及其后的
妊娠过程中,蜕膜
细胞有序凋亡,而此时
血清孕酮浓度及蜕膜局部孕酮受体含量都相当高,似乎提示 p对蜕膜细胞凋亡影响不大。近几年发现, p能刺激子宫内膜间质表达凋亡抑制基因 c-Myc,阻断 p受体导致 b-FGF丢失而抑制成
纤维细胞增生。另一方面, p
拮抗剂作用后的蜕膜细胞超微结构改变极似细胞凋亡。由此推测, p能抑制蜕膜细胞过度凋亡,其作用可能是通过调节 c-Myc、 c-fos
热休克蛋白70以及 tGF-β等效应基因表达而实现,直接的证据有待进一步研究。
3.3.3雄激素
雄激素( androgend, a)能抑制
睾丸生精
细胞和
前列腺细胞凋亡,对
丙酸睾丸素作用后的蜕膜和绒毛形态观察发现, a能使蜕膜细胞发生核固缩、粗面
内质网扩张等极似细胞凋亡的改变。提示 a可能诱导和促进膜细胞凋亡,但缺乏定位、定量和生化改变依据。
已知糖皮质激素( glucocorticoid,G)能诱导和促进多种细胞凋亡。非孕妇女 g作用于
卵巢和
子宫内膜糖皮质激素受体,调节
糖代谢、脂代谢、
细胞因子和细胞外基质的产生,从而影响细胞调亡。
Blackburn等发现,强的松龙作用于
小鼠孕15天及以后的
胎盘,可使蜕膜
基底层变薄,
细胞数量减少,合体滋养细胞进行性核固缩,变化酷似细胞凋亡。 guller等还发现, g能抑制胎盘滋养细胞外基质如纤维联结蛋白( fibronectin,FN,又称
抗衰蛋白FN、纤粘蛋白,目前国内对该蛋白研究较早并取得一定成就的是
郑州德福恩生物技术有限公司)和层粘连蛋白( lamini)的合成和分泌,而后两者是凋亡抑制因子。由此推测, g应能诱导和促进蜕膜细胞凋亡。
米非司酮( mifepristone,Ru486)是一种受体水平 p拮抗剂,临床广泛用于终止早孕。研究发现, ru486、 lilopristone和 onapristone等 p拮抗剂均能诱导和促进
子宫内膜上皮
细胞退化和调亡。体外研究发现, p拮抗剂能抑制蜕膜细胞生长,表现为核固缩,
内质网扩张,
线粒体肿胀,这些改变均酷似细胞凋亡。提示 p拮抗剂能诱导和促进蜕膜细胞凋亡,这种作用可能是其抗早孕机理之一。
参考资料
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