细胞因子粘附因子蛋白质在输卵管的表达及作用.doc

细胞因子粘附因子蛋白质在输卵管的表达及作用【关键词】 细胞因子【摘要】 输卵管的微环境中含有细胞因子、粘附因子、蛋白质等多种物质，参与输卵管生理功能、病理过程的调节，作用机制极其复杂。认识输卵管微环境物质的变化，有助于防治输卵管炎、输卵管性不孕、输卵管妊娠等疾病，提高体外受精成功率。输卵管是卵子摄取、精子和卵子最后成熟、受精、植入前胚胎发育的场所，在人类生殖过程中发挥着重要的作用。而输卵管的微环境是其物质基础，输卵管病变导致输卵管微环境中物质变化及功能异常，引起输卵管性不孕、输卵管妊娠发生，严重危害妇女的身心健康;现对输卵管微环境中细胞因子、粘附因子、蛋白质的表达及作用做一综述。 输卵管连于子宫角两侧，细长而弯曲，由浆膜层、肌层、粘膜层构成，其中粘膜层由单层柱状上皮和固有层组成，单层柱状上皮包括分泌细胞、纤毛细胞和少数栓细胞;在近排卵时，上皮高度和分泌活动达到最高峰;排卵期雌激素水平升高，输卵管蠕动推动精子由子宫角向输卵管壶腹部移动，同时，峡部粘膜分泌增加，有利于精子的运行，并为精子提供足够的能量;排卵后，输卵管漏斗部拾卵，使之漂浮于输卵管液中，精子、卵子在输卵管壶腹部相遇、受精，受精卵在输卵管的蠕动性收缩、纤毛的摆动及输卵管液的作用下向宫腔运行;输卵管的功能与微环境的周期调节是分不开的，输卵管液是输卵管微环境中最重要的部分，分别来自血浆渗液、输卵管分泌物、子宫液、卵泡液，含有细胞因子、生长因子、粘附因子、特异性蛋白质、电解质、糖、氨基酸、多种酶等多种物质。输卵管上皮细胞表达:雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR），其功能是在雌孕激素调节下进行的，它们对精子、卵子在输卵管内的迁移、停留和经历受精前的生理、生化改变及受精卵和胚胎的早期发育起着至关重要的作用 1 。 1 输卵管微环境中细胞因子表达 1.1 白血病抑制因子（LIF） LIF是一种具有广泛生物学功能的细胞因子，能调节胚胎干细胞、原始生长细胞、内皮细胞等细胞的生长和分化，LIF及其受体（ILFR）在女性生殖系统的表达，随月经周期而变化，故认为与生殖密切相关。对于人体输卵管组织进行研究表明:输卵管上皮细胞和间质细胞表达LIF/ILFR，上皮细胞表达的强度大于间质细胞，输卵管伞部表达较高，分泌期表达大于增殖晚期，LIF与LIFR在输卵管组织中动态表达与子宫内膜的表达一致;在分泌期，输卵管LIF表达增加，为受精卵、早期胚胎发育、转运和成功种植创造了适宜的生理环境，对胚胎有营养和增强生存能力的作用。正常输卵管LIF表达维持较低水平，培养的输卵管片段在经过生长因子:表皮生长因子（EGF）、转化生长因子（TGF）及炎症因子:肿瘤坏死因子（TNF-）、白细胞介素1（IL-1）等处理后，LIF在基质细胞表达明显增强，推测LIF、LIFR表达增强可能与输卵管炎、输卵管妊娠有关。进一步研究发现:妊娠的输卵管LIF表达明显增高，推测输卵管合成和分泌LIF在促进早期囊胚发育的同时，也有接受孕卵着床的作用 2，3 。 1.2 表皮生长因子（EGF） EGF具有多方面的生理功能，不仅与机体的物质转运、糖代谢、细胞增殖、成纤维细胞的游走等有关，并且在生殖过程中起重要作用。输卵管上皮细胞表达EGF、表皮生长因子受体（EGFR），随月经周期变化，在增殖晚期、分泌期明显高于增殖早期，这种周期性变化与雌激素水平相关，EGFR与配体EGF结合，通过旁分泌、自分泌机制刺激上皮细胞生长，参与卵子、精子在输卵管的成熟及受精卵的早期发育;HB-EGF为EGF家族成员之一，与EGFR及硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPG）结合发挥生物作用，其作用EGF强，胚泡种植前期输卵管峡部、壶腹部有HB-EGF的表达，可能也参与卵子、精子在输卵管的成熟及受精卵的早期发育 46 。 1.3 肿瘤坏死因子（TNF-） TNF-是一种单核细胞因子，主要由单核细胞、巨噬细胞产生，具有杀伤肿瘤、抗感染、促进细胞增殖的作用，TNF-可激活局部单核细胞、巨噬细胞，并产生更多的TNF-，在抗感染同时造成组织损伤;TNF-及受体（TNF-R）在输卵管组织表达，随月经周期变化，在卵泡期及排卵后高表达，黄体期未见表达，TNF-可刺激输卵管分泌前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）、前列腺素F2prostaglandin F2alpha，PGF2），内皮素（endothelin-1，ET-1）和血管紧张素angiotensin，Ang）等，这些物质可刺激平滑肌细胞收缩，与输卵管内配子及早期囊胚的运输有关。输卵管感染沙眼衣原体（CT）、淋球菌等后，输卵管液中TNF-及TNF-R升高，其中TNF-与输卵管损伤程度呈正相关，TNF-分泌越多，则输卵管纤毛损伤越严重，影响胚胎的运输;输卵管液中TNF-浓度增高，影响配子及胚胎质量，故输卵管炎易导致异位妊娠;异位妊娠患者血清中TNF-显著升高，TNF-在异位妊娠中的作用机制有待进一步研究 710 。 1.4 白细胞介素8（IL-8） IL-8是白细胞趋化因子之一，参与炎症反应的调节。在基础状态下，人体输卵管上皮细胞和基质细胞表达IL-8不同，输卵管上皮细胞表达IL-8mRNA高，基质细胞表达IL-8mRNA低，在IL-1、TNF-等前炎症因子刺激下，输卵管基质细胞IL-8的分泌增加，而上皮细胞IL-8的分泌无增加;此结果提示IL-8与输卵管炎的病理损伤有关。宫外孕患者血清中IL-8水平较流产、正常妊娠者血清中IL-8水平高;提示IL-8与异位妊娠有关，其作用机制待进一步研究 9，10 。1.5 干扰素（IFN-） IFN-具有诱导单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞等细胞MHC-类抗原表达，参与抗原提呈和特异性免疫识别过程。IFN-参与抵抗输卵管CT感染，在抗感染的同时促进输卵管炎症损伤和纤维化，IFN-介导的组织损伤机制可能为:IFN-使CT的57kD在局部组织堆积引起超敏反应，诱导输卵管上皮细胞膜异常表达MHC-类抗原，呈递给自身反应性T细胞，启动自身免疫及刺激其它细胞因子（如:IL-1、TNF-等）分泌，造成组织增生、纤维化 12 。 2 输卵管微环境中粘附分子的表达 粘附分子广泛分布于全身各组织，在胚胎发育、分化、正常组织结构维持、炎症免疫应答，伤口愈合、凝血及肿瘤的发生、发展等诸多生理、病理过程中具有重要作用。输卵管峡部、壶腹部和伞部粘膜上皮纤毛细胞表达整合素 3 ，随月经周期而变化:排卵后输卵管峡部纤毛细胞整合素 3 的含量显著增加，为发挥精子“储器”的功能，提供一个分子机制，壶腹部粘膜上皮纤毛细胞整合素 3 含量排卵后显著下降，此时输卵管对胚胎的容受性下降，可降低或避免早期胚胎在输卵管壶腹部植入，伞部粘膜纤毛分泌整合素 3 排卵期升高，可能与伞部拾卵有关;正常输卵管粘膜上皮基底膜、粘膜基质表达纤维粘连蛋白（FN），且增殖期大于分泌期，排卵前达到高峰，排卵后显著下降，FN具有调节细胞生长、分化、促进细胞迁移、增殖和信息传递的功能，受雌、孕激素影响，雌激素促进其表达，孕激素抑制其表达，为防止输卵管妊娠机制之一。在炎症存在时输卵管粘膜上皮基底膜、粘膜基质、血管内皮基底膜表达:FN、表皮细胞间粘附分子ECAM）、细胞间粘附分子（ICAM）、血管细胞间粘附分子（VCAM）等增加，提示:输卵管炎时输卵管粘膜高表达粘附分子可能为输卵管妊娠的机制之一。Qin等研究发现:输卵管妊娠39周的母胎界面有整合素和细胞外基质蛋白的表达，输卵管妊娠57周达高峰，参与滋养细胞粘附与侵入 1315 。 3 输卵管微环境中的蛋白质及其作用 3.1 输卵管特异性糖蛋白（OGP） OGP是输卵管上皮细胞合成和分泌的糖蛋白，该糖蛋白在排卵期、受精期及早期囊胚发育阶段的输卵管内含量较高，与血清中雌、孕激素和黄体生成素水平有关，其对精子、卵子受精前的准备和早期囊胚的发育起重要作用。纯化的人输卵管蛋白与卵子共同培养时，可以看到其首先与卵透明带结合，进而促进精子与卵透明带结合，并且形成了输卵管上皮与早期囊胚间的排斥力，保证早期囊胚在输卵管内自如活动，再联合输卵管纤毛摆动、平滑肌收缩，防止异位妊娠的发生。狒狒的OGP与人的OGP具有高度同源性，但狒狒的OGP可以抑制人精子和卵子的结合，提示OGP在防止异种精卵结合，维持种属特异性方面发挥作用。通过体内、外实验对比发现:相同条件下，在体内OGP与卵透明带（zona pellucida，ZP）结合明显高于体外，在体内可能有其它物质参与OGP作用的调节，故体外研究OGP机能是受限的。Woo等研究发现:OGP作为输卵管上皮细胞分化的标志物，在卵巢组织也有表达，且表达强度不同:在正常卵巢组织呈阴性表达，在卵巢良性、交界性浆液瘤及早期卵巢癌呈阳性表达，而在十二指肠、回肠、胰腺表达极微弱，在46种非妇科肿瘤呈阴性表达;提示:OGP可作为卵巢囊肿及早期卵巢癌的标志 物 1618 。 3.2 输卵管素（oviductin） 输卵管素也是人输卵管上皮细胞合成和分泌的蛋白质，可与精子结合，增加精子获能效应和穿透能力，从而有利于精子与卵透明带结合及顶体反应发生;并且与精子选择性结合，对精子起到了筛选作用。输卵管素与ZP和/或卵黄周隙（perivitelline space，PV）结合，卵裂开始后位于2-细胞、4-细胞、8-细胞和早期囊胚的质膜，增强早期囊胚发育能力，随后逐渐降解。其中发育促进因子-1（DPF-1）容易迁移过卵透明带，进入内层，呈点状分布，与早期囊胚细胞膜牢固地结合，可克服早期囊胚体外发育过程中的发育停滞，支持体外卵裂的发生。持续腹腔注射DPF-1抗体，胚胎的植入率下降，提示DPF-1有克服早期囊胚发育停滞的作用 1922 。 总之，输卵管微环境中细胞因子、粘附因子、特异性蛋白质等对输卵管功能起重要作用，并且受激素的影响，相互作用机制极其复杂;输卵管病理变化、组织损伤可能导致输卵管微环境中物质变化，引起输卵管功能失常，导致输卵管性不孕、输卵管妊娠发生;对输卵管微环境有待进一步了解，揭示输卵管性不孕、输卵管妊娠机制，为防治疾病、寻找更有效的避孕措施及提高IVF的成功率提供理论依据。参考文献 1 Shah A，Nandedkar TD，Raghavan VP，et al.Characterization and localization of estrogen and progesterone receptors of human fallopian tube.Indian J Exp Biol，1999，37（9）:893-899. 2 段于峰，王玉爱，李小阳，等.白血病抑制因子及其受体在人输卵管组织中的表达.生殖医学杂志，2004，13（1）:35-38. 3 Keltz MD，Attar E，Buradagunta S，et al.Modulation of leukemia inhibitory factor gene expression and protein biosynthesis in the human fallopian tube.Am J Obstet Gynecol，1996，175（6）:1611-1619. 4 Wollenhaupt K，Kettler A，Brussow KP，et al.Regulation of the expression 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