孟元元,郭 純(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特00059;武警內(nèi)蒙古總隊(duì)醫(yī)院婦產(chǎn)科,內(nèi)蒙古呼和浩特0000)
·綜述·
母胎免役耐受分子機(jī)制新進(jìn)展
孟元元1,2,郭純2
(1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特010059;2武警內(nèi)蒙古總隊(duì)醫(yī)院婦產(chǎn)科,內(nèi)蒙古呼和浩特010020)
妊娠免役耐受是極其復(fù)雜的生理過程.母胎界面中Th1/Th2型細(xì)胞因子微環(huán)境對妊娠有重要影響.本研究就滋養(yǎng)細(xì)胞、子宮自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、蛻膜基質(zhì)細(xì)胞與Th1/Th2關(guān)系加以論述.
滋養(yǎng)細(xì)胞;子宮自然殺傷細(xì)胞;蛻膜基質(zhì)細(xì)胞;樹突狀細(xì)胞;Th1/Th2
妊娠過程中,攜帶父系遺傳基因的胚胎對于母體來說相當(dāng)于一個(gè)同種異體移植物.近年來的研究提示,在母體胎兒接觸面,Th1/Th2型細(xì)胞因子對妊娠結(jié)局具有重要影響.Wegmann[1]等首先提出:正常妊娠需要的Th2優(yōu)勢狀態(tài)主要依賴于機(jī)體內(nèi)T細(xì)胞,這種理論在生殖免疫領(lǐng)域幾乎成了定論.但參與移植排異的主體T細(xì)胞的識別不僅需要輔助受體,而且有MHC限制性;而滋養(yǎng)細(xì)胞和妊娠相關(guān)免役細(xì)胞幾乎不表達(dá)經(jīng)典MHC分子,因此對傳統(tǒng)的“Th1/Th2漂移”理論提出質(zhì)疑.因此,揭示NK細(xì)胞和母胎界面中的蛻膜基質(zhì)細(xì)胞、滋養(yǎng)細(xì)胞在妊娠免役耐受中的確切分子機(jī)制,不僅可以進(jìn)一步完善Th1/Th2漂移理論,對反復(fù)自然流產(chǎn)等妊娠相關(guān)疾病的防治也有重要指導(dǎo)意義,而且在一定程度上加快了腫瘤學(xué)和移植學(xué)的研究步伐.
1.1經(jīng)典的HLA?C與妊娠絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞分為合體滋養(yǎng)細(xì)胞和細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞.合體滋養(yǎng)細(xì)胞不表達(dá)任何經(jīng)典的HLAⅠ分子.絨毛外細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)經(jīng)典的HLA?C和非經(jīng)典的HLA?E、F、G.經(jīng)典的HLA?C分子由兩種亞型構(gòu)成,即HLA?C1與HLA?C2.此兩種亞型均可與NK細(xì)胞表面KIR(分為抑制性KIR和活化性KIR)結(jié)合后通過調(diào)節(jié)IFN?γ的釋放影響子宮螺旋小動(dòng)脈重塑.HLA?C任一亞型與活化性KIR結(jié)合可促進(jìn)子宮螺旋小動(dòng)脈重塑,與抑制性KIR結(jié)合則抑制其功能,此雙向調(diào)節(jié)避免胎盤植入過深或過淺.
1.2非經(jīng)典Ⅰ類分子與妊娠
1.2.1HLA?G與妊娠非經(jīng)典Ⅰ類分子[2]包括HLA?E、HLA?F、HLA?G.HLA?G主要分布于絨毛外細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞、羊膜細(xì)胞、胎兒血管內(nèi)皮細(xì)胞[3].有體外研究表明:NK細(xì)胞對敲除HLA?G基因的細(xì)胞外滋養(yǎng)層細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)烈的細(xì)胞毒作用[4],提示HLA?G表達(dá)水平可能決定妊娠成功與否.已經(jīng)得到大多學(xué)者認(rèn)可的是HIA?G分別與NK細(xì)胞表面抑制性受體結(jié)合,包括KIR和ILT2,抑制NK細(xì)胞的活化性突觸的形成和顆粒酶的釋放,從而抑制NK細(xì)胞毒性;另一方面,可下調(diào)子宮自然殺傷(Uterine natural killer,uNK)細(xì)胞表面趨化因子,阻礙其遷移、募集[5-6].與膜型HLA?G1相比,分泌性sHLA?G5具有更強(qiáng)的抑制NK細(xì)胞活性功效,兩者功能具有累加效應(yīng)[7-8].最新研究發(fā)現(xiàn)HLA?G分子通過“Trogocytosis”可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間抗原片段交換,HLA?G片段陽性的細(xì)胞膜可轉(zhuǎn)移到HLA?G陰性的細(xì)胞膜上,如T細(xì)胞和NK細(xì)胞,使其暫時(shí)具備抑制性免役細(xì)胞的功能[9].
1.2.2HLA?E與妊娠HLA?E表達(dá)于任何組織細(xì)胞,但表達(dá)水平低,而在人類滋養(yǎng)層細(xì)胞高表達(dá)[10].HLA?E的主要受體為 CD94/NKG2A受體(CD94和NKG2均為 C型凝集素超家族成員,其中 CD94/NKG2A為抑制性受體).HLA?E需先與HLA?G先導(dǎo)肽結(jié)合形成復(fù)合物后才能與受體結(jié)合抑制NK細(xì)胞活性.此外HLA?G可上調(diào)HLA?E的表達(dá),并優(yōu)先與HLA?E結(jié)合,穩(wěn)定HLA?E的表達(dá),間接抑制NK細(xì)胞的毒性[8].
HLA?F可影響細(xì)胞免役效應(yīng),而是否參與母胎免役耐受尚不清楚[10].總之HLA?G、HLA?E作為參與胎兒提呈的主要抗原,在妊娠免役耐受中發(fā)揮著正向調(diào)控作用.
1.3趨化因子與妊娠除了HLA?C、E、G,國外研究發(fā)現(xiàn):滋養(yǎng)細(xì)胞通過自分泌方式分泌趨化因子CXCL12、CXCL16,不僅作用于自身的受體,激活MAPK信號通路,促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖和侵襲;而且還可以募集外周 NK細(xì)胞到達(dá)蛻膜局部;同時(shí),CXCL12促進(jìn)蛻膜基質(zhì)細(xì)胞CD82的表達(dá)、控制自身過度侵襲有重要作用[11].滋養(yǎng)細(xì)胞還能分泌TSLP,通過活化樹突狀細(xì)胞(DC)進(jìn)一步誘導(dǎo)母胎界面Th2免役優(yōu)勢和調(diào)節(jié)性Treg細(xì)胞的分化[12].
2.1uNK細(xì)胞特征和來源關(guān)于uNK細(xì)胞來源,更多學(xué)者認(rèn)為uNK細(xì)胞是由外周血NK細(xì)胞募集而來.隨后研究發(fā)現(xiàn),uNK細(xì)胞與NK細(xì)胞均表達(dá)CXXR4,滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)相應(yīng)的配體CXCL12,通過趨化作用,將外周血中的NK細(xì)胞募集到子宮局部,并在IL?15的刺激下不斷增值[13].人類母胎界面uNK在妊娠初期開始增加,隨著妊娠進(jìn)展而逐漸增多,主要分布在底蛻膜區(qū),數(shù)量可達(dá)到蛻膜免役細(xì)胞的70%.人類uNK細(xì)胞高表達(dá)CD56+、CD94/NKG2A、KIR(殺傷細(xì)胞免役球蛋白樣受體),在IL12、IL?15、IL?18作用下分泌大量細(xì)胞因子,如TNF?α、IFN?γ、TGF?β(轉(zhuǎn)化生長因子?β)等,且在IL?2的刺激下表現(xiàn)出較強(qiáng)的增殖作用,但殺傷活性較低;投射電子顯微鏡顯示uNK細(xì)胞胞漿內(nèi)存在穿孔素和顆粒酶,表明uNK存在潛在的細(xì)胞毒作用.
2.2uNK細(xì)胞與妊娠
2.2.1uNK細(xì)胞與正常妊娠自從對Wegmann的理論提出質(zhì)疑,很多學(xué)者重新開始用實(shí)驗(yàn)的方法尋找導(dǎo)致Th1/Th2失衡的原因.uNK細(xì)胞最新研究表明導(dǎo)致胎盤局部微環(huán)境中Th1/Th2的失衡主要是NK細(xì)胞,而不是T淋巴細(xì)胞.在妊娠初期的滋養(yǎng)層組織和蛻膜組織中,免役細(xì)胞中的70%~80%為CD56bright CD16dim子宮自然殺傷細(xì)胞.受精卵植入過程中,滋養(yǎng)細(xì)胞入侵和螺旋動(dòng)脈重塑是母胎血供建立的根本.如前所述,uNK細(xì)胞抑制性受體的高親和力抑制uNK細(xì)胞活化突觸形成,進(jìn)而阻礙顆粒酶的釋放.同時(shí)體外實(shí)驗(yàn)證明Th1型細(xì)胞因子如TNF?α、IFN?γ和TGF?1可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲;而 uNK細(xì)胞分泌的Th2型細(xì)胞因子IL?10可促進(jìn)入侵.此外,實(shí)驗(yàn)支持IFN?γ對子宮動(dòng)脈重塑的過程,除IFN?γ外,uNK細(xì)胞可分泌VEGF、MMP?9促進(jìn)蛻膜血管重塑.
2.2.2uNK細(xì)胞與病理妊娠臨床試驗(yàn)表明:反復(fù)自然流產(chǎn)患者外周血中CD56bright CD16dim比例下降.而子癇前期患者外周血中CD56bright CD16dim/CD56dim CD16bright升高.提示uNK細(xì)胞比例失調(diào)和uNK活化導(dǎo)致Th1型細(xì)胞因子分泌過多,是病理妊娠發(fā)病的基本機(jī)制.
3.1妊娠激素與樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)與妊娠是近年來研究的熱點(diǎn).蛻膜組織中的免役細(xì)胞數(shù)量最豐富的是NK細(xì)胞,其次為樹突狀細(xì)胞,約占蛻膜白細(xì)胞總數(shù)的10%.按照來源,樹突狀細(xì)胞分為髓樣DC(LDL)和淋巴樣DC.按照成熟度分為成熟DC(mDC)和未成熟DC(iDC).體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[14],給孕鼠體內(nèi)注射HCG后,iDC數(shù)量增加.而iDC可誘導(dǎo)T細(xì)胞形成Treg(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞)介導(dǎo)免役耐受,Th2型細(xì)胞因子IL?10分泌增加.然而HCG為靈長類動(dòng)物特有,而小鼠屬于嚙齒類動(dòng)物,雖然HCG與黃體生成素受體相同,但在揭示HCG對iDC的影響時(shí)必須強(qiáng)調(diào)這個(gè)問題.此外,小鼠模型中雌三醇(E3)可上調(diào) CD80/CD86,抑制 Th1型細(xì)胞因子IL12分泌的同時(shí)增加Th2型細(xì)胞因子IL?10和TGF?β的表達(dá).由此可推測E3的作用可能是特異性的,因?yàn)樵谖丛信泽w內(nèi)E3含量很少;考慮到E2和E3受體一樣,兩者的生物學(xué)效應(yīng)應(yīng)該是一致的[15].
3.2樹突狀細(xì)胞與Th1/Th2樹突狀細(xì)胞約占蛻膜白細(xì)胞總數(shù)的10%,目前認(rèn)為髓樣iDC在早孕蛻膜中占主體.與外周血樹突狀細(xì)胞相比,蛻膜iDC產(chǎn)生IL?12減少,但I(xiàn)L?10的表達(dá)要顯著高于IL?12[16].樹突狀細(xì)胞高峰的出現(xiàn)與受精卵植入同步;在蛻膜化過程中,樹突狀細(xì)胞表達(dá)DC?SIGN,該細(xì)胞有發(fā)育成mDC的傾向,抑制T細(xì)胞向Th1發(fā)展和T細(xì)胞的免役應(yīng)答能力,促進(jìn)T細(xì)胞向Th2發(fā)展,主要承擔(dān)免役耐受.研究表明未成熟樹突狀細(xì)胞過少,成熟樹突狀細(xì)胞過度聚集可能導(dǎo)致反復(fù)自然流產(chǎn)[13].
總之,妊娠的建立和維持相當(dāng)于同種異體移植過程但又不盡相同.滋養(yǎng)細(xì)胞、子宮自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞借助細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞表面的分子相互聯(lián)系,形成一個(gè)復(fù)雜而精密的網(wǎng)絡(luò),建立并維持了母胎免役耐受.當(dāng)然母胎耐受并不能說是簡單的Th1/Th2平衡.滋養(yǎng)細(xì)胞入侵和子宮血管重塑是母胎耐受建立的第一步.滋養(yǎng)細(xì)胞表面的MHC分子與子宮內(nèi)膜中NK細(xì)胞表面受體結(jié)合,抑制NK細(xì)胞的毒性和趨化因子的釋放,這是受精卵植入的先決條件;隨著uNK細(xì)胞在母胎界面的募集,uNK細(xì)胞與外周血NK細(xì)胞區(qū)分開來.尤其是HLA?G與uNK細(xì)胞的相互作用可能決定了妊娠的成功與否.iRNA干擾實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),HLA?G表達(dá)降低,NK細(xì)胞重新表現(xiàn)出細(xì)胞毒作用.雖然uNK細(xì)胞無MHC限制性,實(shí)際上HLA?G、E相當(dāng)于T、B淋巴細(xì)胞的MHC分子.
除了細(xì)胞毒作用,uNK細(xì)胞能分泌細(xì)胞因子、趨化因子,與其他細(xì)胞共同維持Th1/Th2平衡.與其說uNK是一種殺傷細(xì)胞,不如說是一把雙刃劍.由于表面受體的存在,自身是否具有殺傷能力很大程度上取決于外在環(huán)境對受體表達(dá)的影響,如樹突狀細(xì)胞.樹突狀細(xì)胞是除uNK細(xì)胞外數(shù)目最多的免役細(xì)胞.研究發(fā)現(xiàn)人DC和 uNK細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)IL?12、IL?10、TGF?β濃度比DC和uNK細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)高得多;而且直接共培養(yǎng)組比間接共培養(yǎng)組中這些細(xì)胞因子更高,提示DC與uNK細(xì)胞可通過直接接觸產(chǎn)生協(xié)同作用[17].無論uNK細(xì)胞缺陷還是DCs缺陷都無法維持正常妊娠,因此樹突狀細(xì)胞與子宮自然殺傷細(xì)胞之間的相互作用在妊娠中的作用日益被重視.
總而言之,Th1/Th2平衡狀態(tài)取決于滋養(yǎng)細(xì)胞、子宮殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和其他免役細(xì)胞相互作用產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果.雖然T細(xì)胞不能決定Th1/Th2平衡,但不能因此否定T細(xì)胞的作用.T細(xì)胞更多的是作為下游調(diào)節(jié)因子對NK細(xì)胞發(fā)出的信號進(jìn)行調(diào)節(jié).但是樹突狀細(xì)胞與滋養(yǎng)細(xì)胞是否存在直接關(guān)聯(lián),及樹突狀細(xì)胞與子宮自然殺傷細(xì)胞的相互作用有待進(jìn)一步研究.
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Research process ofmolecular mechanisms of pregnancy immunological tolerance
MENG Yuan?Yuan1,2,GUO Chun21Graduate School,Inner Mongolia Medical University,Hohhot 010059,China;2Department of Obstetrics and Gynecology,Inner Mongolia Armed Police Hospital,Hohhot010020,China
Pregnancy immunological tolerance is a complicated physiological process.Th1/Th2 cytokinesmicroenvironment is of great importance for pregnancy.This study discusses the relation between Th1/Th2 and trophocye,uterine natural killer cell,macrophage aswell as endometrial stromal cell.
trophocyte;uterine natural killer;macrophage cell;decidual stromal cell;Th1/Th2
R392.11
A
2095?6894(2015)08?113?03
2015-06-09;接受日期:2015-06-21
孟元元.E?mail:mengyydoctor@126.com