【doc】 8,MCP1,RANTES与妊娠的研究进展.doc

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1、8,MCP-1,RANTES与妊娠的研究进展第25卷第4期2005年8月国际病理科学与临床杂志JournalofInternationalPathologyandClinicalMedicineV01.25No.4Aug.2005IL一8,MCP一1,RANTES与妊娠的研究进展鲁蓉伍招娣综述(中南大学附属湘雅医院妇产科,湖南长沙410008)摘要:趋化因子是一类对中性粒细胞,单核细胞,嗜酸性粒细胞等起激活和趋化作用的细胞因子,介导炎症与免疫反应.其中,白细胞介素一8属于趋化因子CXC亚族,单核细胞趋化蛋白.1和正常T细胞活化后所表达和分泌的调节蛋白属于趋化因子CC亚族,它们与妊娠关系密切,在

2、胚胎植入,宫颈成熟,分娩发动中发挥重要作用,其表达异常可导致宫内感染,早产和流产关键词:白细胞介素一8;单核细胞趋化蛋白一l;调节蛋白;妊娠中图分类号:R7l4.1文献标识码:A文章编号:16732588(2005)04-0360-04妊娠是胚胎和胎儿在母体内发育成长的过程,是从卵子受精直至胎儿及其附属物从母体娩出的过程,也是由多因素参与调控的非常复杂的生理过程.目前研究证实,与妊娠关系最为密切的趋化因子是白细胞介素一8(interlukin一8,IL一8),单核细胞趋化蛋白一l(monocytechemotacticproteinl,MCP1)和正常T细胞活化后所表达和分泌的调节蛋白(reg

3、ulateduponactivationnormalTcellexpressedandsecreted,RANTES).这3种趋化因子及其受体主要由子宫内膜和胚胎滋养层细胞产生,它们通过激活和趋化特定白细胞,从而协同控制白细胞的游走和功能,在妊娠过程中的胚胎植入,宫颈成熟和分娩发动等重要环节发挥调控作用.另外,新近研究发现,RANTES还能作为特异性免疫封闭因子,阻抑母体与配偶间的混合淋巴细胞反应,对维持正常妊娠起着极其重要的作用一.1趋化因子的生物学特性与功能趋化因子是一组分子量为810kD,至少存在2个保守半胱氨酸(CyS)的能够趋化细胞定向移动的分泌型单链蛋白质,它是细胞因子中最大的家族

4、,至今已发现50余种.根据趋化因子氨基端(N端)保守Cys的数量及排列方式,将其分为4亚族,即CXC亚族(如IL一8),CC亚族(如MCPl,RANTES),CX3C亚族(如fractalkine)和C亚族(如lymphotctin).目前,所发现的趋化因子主要属于CXC亚族和CC亚族.趋化因子的基因定位反映了其同源性.人CXC亚族趋化因子基因紧密连锁于第4号染色体的q122l区,CC亚族基因定位于第l7号染色体的ql132区,C和CX3C亚族趋化因子分别定位于第1号和第l6号染色体.CXC与CC亚族趋化因子蛋白一级结构中4个Cys的位置在亚族各成员间很一致.两亚族成员间氨基酸序列的同源性很高

5、,提示趋化因子家族可能来自同一祖基因.趋化因子受体属于G蛋白偶联受体超家族,是含有7个疏水性穿膜区段的单链受体,具有保守的氨基酸结构,胞内区与G蛋白偶联,羧基端(C端)含丝氨酸/苏氨酸,可产生磷酸化,参与信号传导.趋化因子受体在结构上有一定的相关性,受体的N端区域是决定与配体结合的关键部位.根据与配体结合的特征和来源,将其分为4类:CXC亚族趋化因子受体(CXCR),C亚族趋化因子受体(XCR),CX3C亚族趋化因子受体(CX3cR)和CC亚族趋化因子受体(CCR).趋化因子通过与靶细胞膜上相应受体结合,发挥多种生物学功能.趋化因子主要生物学功能是引起粒细胞,单核细胞及淋巴细胞的定向迁移,并对

6、这些细胞的活化,功能发挥及淋巴细胞再循环,组织定位,免疫应答等起重要作用.1.1IL.8IL.8是趋化因子CXC亚族成员.IL.8首先于1986年由Kownatzki等发现,主要由单核细胞产生.此外,细胞培养研究显示巨噬细胞,中性粒细胞,成纤维细胞,内皮细胞,腹膜间皮细胞也可分泌IL.8.人IL.8基因定位于第4号染色体,有7个外显子和3个内含子.IL.8蛋白由72或77收稿日期:2005-04-20修回日期:2005-07-08作者简介:鲁蓉(1977-),女,湖南长沙人,硕士研究生,主要从事围产医学研究.360第4期鲁蓉,等:IL-8.MCP-1,RANTES与妊娠的研究进展第25卷个氨基

7、酸组成,分子量约为8.3kD.IL.8的受体属于G蛋白偶联受体超家族,有两种亚型,即II.8RA和IL一8RB.两种受体在氨基酸水平上有77%的同源性.IL一8通过与相应受体结合而发挥其作用.IL一8的主要功能是激活,趋化中性粒细胞,促进其脱颗粒.近年研究发现,在早产发动中,IL.8能促进宫颈成熟,并协同其它因子引起子宫收缩.IL.8与早产的关系基本明确,并已开始运用于早产的早期诊断此外,IL一8还参与胚胎植入的调控,羊水中IL.8水平升高还可产生趋化效应,引起中性粒细胞进入绒毛膜和胎盘,从而加重宫内感染.1.2MCP一1MCP一1是趋化因子CC亚族成员,人类多种细胞包括内皮细胞,成纤维细胞,

8、白细胞,子宫内膜细胞,异位内膜细胞,巨嗜细胞都可分泌MCP一1.人MCP.1基因定位于第l7对染色体,为碱性蛋白,其蛋白前体长99个氨基酸,切除23个氨基酸先导序列后,形成76个氨基酸组成的成熟而有活性的分子,分子量为8.7kD.MCP.1蛋白N端的截断可导致其功能的丧失.MCP.1的受体为CCR2.属于G蛋白偶联受体超家族.体内外实验均证实,MCP.1可通过与其受体CCR2的作用,募集单核细胞,嗜碱性粒细胞与T细胞至炎症部位.另外,MCP.1还可激活单核细胞,巨噬细胞,并刺激嗜碱性粒细胞脱颗粒和组胺释放.近期研究显示,妊娠期间MCP一1参与胚胎植入,宫颈成熟与分娩发动的调控,并与羊膜腔感染的

9、发病有关.1.3RANTESRANTES是趋化因子CC亚族成员,主要来源于活化的T细胞,也可由内皮细胞,成纤维细胞,肾脏,肝脏及角膜基质细胞等产生?编码人RANTES的基因定位于第17号染色体的长臂上,RANTES基因长度约为7.1kb,有3个外显子和2个内含子,RANTES蛋白由92个氨基酸组成,分子量为10kD,成熟的RANTES蛋白为8kD.可与RANTES结合的受体是CCR1,CCR3,CCR4,CCR57RANTES通过与相应受体结合而发挥多种生物学功能RANTES主要功能是特异性趋化T细胞,单核细胞和嗜酸性细胞,在免疫应答中对杀伤T细胞的活化发挥重要作用.研究显示,妊娠期间RANT

10、ES参与宫颈成熟与分娩发动机制,羊水中RANTES表达异常与羊膜腔感染有关另外,新近研究发现,RANTES还具有封闭抗体效应,是人类成功妊娠不可缺少的重要前提,RANTES产生不足可使母体免疫系统把胎儿当作异物排斥而致流产.36l2IL-8,MCP-1和RANTES在妊娠中的作用2.1IL.8,MCP一1与胚胎植入胚胎植入是妊娠的关键.胚胎植入包括胚泡在子宫内膜上的定位,黏附,侵入到内膜等过程.胚胎植入的调控机制十分复杂,研究认为在激素调控作用下,IL一8和MCP.1参与胚胎植入这一生理过程.人子宫内膜白细胞数量与类型随排卵周期而变化,但绝对数量在分泌中期最多,即胚胎植入期.妊娠后,白细胞数量

11、较妊娠前明显增加,其中以大颗粒淋巴细胞增加更为明显,而T细胞和巨噬细胞仅少量增加.子宫内膜的这种变化在宫内孕和宫外孕均可发生,提示白细胞活动是在激素影响下完成的.Osman等研究发现,在早期蜕膜中,IL一8和MCP一1水平较分泌晚期明显降低.妊娠后,黄体持续存在并分泌孕酮,抑制IL.8和环氧化酶一2表达,阻止白细胞渗入.提示孕酮的作用表现为抗炎效应,抑制胚胎植入阶段的局部炎症反应.Loudon等研究发现,服用米非司酮后,早期蜕膜中出现大量巨噬细胞聚集,推测米非司酮可能为孕酮拮抗剂,阻断了孕酮抑制作用,从而诱发趋化因子表达所致.提示胚泡本身的移行和植入可能与某种趋化因子有关.另外,Domingu

12、ez等研究证实,除卵巢类固醇激素调控IL.8和MCP.1的产生外,在定位期胚泡本身也可从蛋白水平和mRNA水平上调子宫内膜上皮细胞IL.8的表达和释放,并参与内膜中白细胞的聚集.2.2IL.8.MCP.1和RANTES与宫颈成熟和分娩发动妊娠末期特别是分娩发动后,趋化因子选择性吸引白细胞定向游走和在组织内积聚,导致白细胞大量出现于宫颈组织,中性粒细胞和巨噬细胞都含有丰富的胶原酶,弹性蛋白酶等,能分解消化细胞外基质中的蛋白成分,使宫颈支持结构破坏,宫颈变软,扩张.目前研究认为,促进宫颈成熟,分娩发动的趋化因子主要有IL一8,MCP一1和RANTES.IL.8在宫颈成熟与分娩发动中发挥重要作用.S

13、ennstorm等通过临床对照实验发现,足月妊娠宫颈中IL.8浓度比非妊娠妇女高4倍,阴道分娩后IL.8又增加l0倍.用免疫染色法检测到IL一8在妊娠宫颈组织的上皮中有表达,且在产后宫颈组织的上皮中表达更为明显,提示IL一8参与宫颈成熟时结缔组织的重新塑型.Elliott等_通过对剖宫产术中取得的子宫下段标本的研究发现,在分娩过程中人子宫肌层,蜕膜,胎膜表达一定数量的IL一8,IL一8能协同IL.1刺激PGE2产生,从而引起子宫收缩.第4期国际病理科学与临床杂志第25卷Dowd等研究发现,早产妇女宫颈分泌物中IL-8的浓度较足月临产者明显增高,而过高表达的IL-8可使胎膜变薄和失去顺应性,引起

14、胎膜早破而导致早产.上述结果说明,IL-8除能促进宫颈成熟外,还在分娩中起作用.Keenlan等u研究发现,胎盘滋养细胞在妊娠早期就产生少量MCP一1;在妊娠中,晚期胎盘产生的MCP-1较早期活性增强;妊娠中期时胎盘的MCP-1mRNA水平与妊娠早期相似;妊娠晚期胎盘表达的MCP一1mRNA水平明显增高.上述结果提示胎盘滋养细胞中的MCP一1与分娩发动有关.另外,Athayde等通过临床对照实验发现,早产组,足月临产组与未临产组羊水中均可检测到RANTES,其中早产组羊水中RANTES浓度最高,其次是足月临产组,未临产组最低;3组羊水中RANTES的浓度随孕周的增加而逐渐降低.上述结果提示羊水

15、中的RANTES与分娩发动有明确关系.2.3IL-8,MCP一1和RANTES与羊膜腔感染羊膜腔感染(intraamnioticinfection,IAI)是在妊娠期间,由于病原微生物进入羊膜腔而引起的羊水,胎膜,胎盘的感染.随着对妊娠期感染性疾病研究的深入,目前发现与IAI有明显相关性的趋化因子主要是lL-;,MCP一1和RANrrES.Splichal等研究发现,在患有IAI的孕妇羊水中,中性粒细胞计数较非感染组明显增加,IL一8的浓度也显着增加,并且中性粒细胞计数与IL-8的浓度呈正相关.羊水中lL一8水平升高可产生趋化效应,引起中性粒细胞进入绒毛膜和胎盘,从而加重宫内感染.提示羊水中I

16、L-8水平升高与微生物感染有关.MCP一1在吸引靶细胞通过内皮细胞时表现为对单个核细胞有较强的趋化能力,能吸引单个核细胞的定向移动并诱导后者表达整合素分子,而对自然杀伤细胞(naturalkillercell,NK细胞)和羊膜腔感染B细胞则不具有趋化能力.当不需要穿过内皮细胞时,MCP一1对NK细胞也表达出趋化能力.MCP一1还能促使嗜碱性细胞释放组胺,激活NK细胞的杀伤功能等作用.Keenlan等研究发现,随孕周的增加,胎盘MCP一1mRNA的表达水平逐渐升高.但在合并IAI时,MCP一1mRNA的表达及其产生明显受组织学绒毛膜羊膜炎是否存在的影响.羊水中MCP一1mRNA浓度升高可激活母体

17、及胎儿单核细胞合成并分泌具有免疫活性的物质,调节机体防御机362制,提示MCP一1与IAI的发病相关.Athayde等通过临床对照实验发现,足月及早产合并IAI的患者,其羊水中RANTES浓度都明显高于对照组,提示RANTES与IAI的发病相关.2.4RANTES与反复自然流产反复自然流产(recurrentspontaneousabortion,RSA)是妊娠常见并发症,其病因复杂,从免疫学角度看,RSA是母胎免疫调节紊乱,导致母体对胎儿免疫排斥的结果.其中,封闭抗体(blockingantibody,BA)的缺乏也是RSA的病因之一.BA是一种抗配偶淋巴细胞的特异性IgG抗体,存在于正常孕

18、产妇的血清中.BA从妊娠初期开始产生,至妊娠头3个月水平最高,以后逐渐下降,分娩时又增高,其表达水平随妊娠次数增加而增高16.BA可抑制母体与配偶间混合淋巴细胞反应(mixedlymphocytereaction,MLR),封闭母体淋巴细胞对滋养层的细胞毒作用,防止辅助性T细胞识别胎儿抗原,阻抑母体免疫系统对胎儿的攻击,具有保护性免疫抑制作用.新近研究发现,具有封闭抗体效应的趋化因子主要是RANTES.Agrawal等经过临床对照实验发现,RSA组,处生育年龄而无妊娠史组与有正常妊娠生育史组血清中均可检测到RANTES,其中有正常妊娠生育史组的血清中RANTES浓度最高,其次是处生育年龄而无妊

19、娠史组,RSA组最低;而RSA组夫妇间的MLR强度明显高于正常对照夫妇.MLR是研究移植排斥反应中机体对抗原识别反应的一种重要体外模式,常通过检测应答T细胞增殖水平来评价受者体内细胞介导的移植排斥反应的强度.RSA患者MLR反应性过强,说明母体对同种异基因的胎儿抗原产生排斥反应,这与BA(如RANTES)的缺乏存在必然联系.Pandey等研究证实,血清中RANTES浓度明显低下的RSA患者接受配偶的淋巴细胞免疫治疗后,CD8T细胞表达RANTES的水平上调,MLR反应强度明显下降,且再次妊娠成功率达80%左右.提示采用淋巴细胞主动免疫疗法,可通过刺激RANTES产生;RANTES作为MLR的抑

20、制因子可阻抑母体对胚胎的免疫排斥作用.为进一步探讨RANTES抑制MLR的机制,Ramhorst等采用Westernblotting法,检测MLR体系中的不同时间点RANTES对Bcl一2表达水平的影响.结果显示,在未加入RANTES的情况下,MLR反应开始后24h内,Bcl-2表达达峰值,并维持72h;而在反应开始时,加入一定浓度的RANTES,Bcl-2第4期鲁蓉,等:IL-8,MCP一1,RANTES与妊娠的研究进展第25卷表达明显下降.提示一定剂量的RANTES通过抑制Bcl-2的表达来促进T细胞凋亡,使母体应答T细胞增殖水平下降,对类似同种异体移植物的胎儿抗原识别力降低,最终抑制母体

21、T细胞介导的移植排斥反应,使妊娠得以维持.3展望趋化因子作为生殖免疫学研究的一大热点,由于其在临床上具有巨大的应用潜力,日益受到国内外学者关注.临床实验证明,通过检测羊水,血清,宫颈分泌物中的1L-8浓度,来早期诊断早产是可行的J.而其它趋化因子,特别是MCP一1和RANTES在早产诊断中的应用,还有待进一步研究.此外,RANTES在早期诊断免疫性流产,预测主动免疫治疗的疗效中已展示出诱人的前景,这将是今后研究的方向.目前,虽然对IL-8,MCP一1和RANTES在妊娠中作用的研究,已取得一定的进展,但对这3种趋化因子精确的免疫学与分子生物学特性,及其在妊娠各个环节的具体调控机制,尚需进一步探

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