蜕膜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。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。近年来,细胞凋亡及其调控受到越来越多的关注,女性生殖器官和生殖过程中细胞凋亡的作用也引起了广大学者的浓厚兴趣,但对蜕膜细胞增殖与凋亡知之尚少。本文就早孕蜕膜诱导、生长和退化、凋亡调控作一综述。
1.蜕膜反应的诱导
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)、白细胞介素-1,6(IL-1,6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)[1]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。
2.蜕膜的生长与退化
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酯酶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)。
近年来的研究认为,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。最近,Gu等[2]对假孕小鼠蜕膜组织进行DNA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[3],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。
3.蜕膜细胞增殖与凋亡的调控
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)从滤泡性淋巴瘤分离出来,目前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[4]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,孕酮作用占优势,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[5]。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[6]。肿瘤抑制基因在早孕期滋养层分化中起着重要调控作用[7]。
3.2细胞因子
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,目前已发现有五种亚型。Moulton等[8]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[9]。
3.2.2表皮生长因子
表皮生长因子(Epidermal Crowth Factor,EGF)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。
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