整合素αvβ3在体外受精－胚胎移植中的诊断学意义

邹颖刚，陈 曦，苏 青，于晓艳，孙 波＊

（1．吉林大学第二医院 妇产科，吉林 长春130041；2．吉林大学白求恩医学院2009级白求恩医学班；3．吉林大学药学院）

整合素（integrins）是一类细胞表面的跨膜糖蛋白，属于粘附分子家族，在生物体细胞中广泛存在，具备粘附和信号转导两大基本功能，在胚胎发育、免疫应答、创伤修复、恶性肿瘤转移等生理病理过程中发挥重要作用［1，2］。子宫内膜容受性是胚胎着床的一个重要因素，是保证受精卵着床、胎儿和胎盘正常发育的重要环节。在不孕症患者的治疗过程中，确定子宫内膜的容受状态，对体外受精－胚胎移植（IVF－ET）治疗方案的制定有重要的指导意义。研究显示整合素αvβ3可作为评价子宫内膜容受性的一个可靠的分子指标，在生殖领域有非常重要的应用。

1 整合素αvβ3的组成和分布

整合素是由α、β两个亚单位以非共价键形式连接成的异二聚体分子。α、β亚基结构类似，均由胞外、跨膜、胞内三个区组成。整合素通过特异性识别配体精氨酸－甘氨酸－天冬氨酸（RGD）三肽序列，介导细胞相互之间，细胞与细胞外基质（ECM）之间相作用，而特异性识别上述序列的则是由α、β异二聚体的胞体外域连接成的球形区域，该球形区域含有一个二价阳离子结合域。整合素的配体分为两大类，一类为细胞外基质成分，如Ⅰ型胶原，玻连蛋白，纤连蛋白等，介导细胞与细胞外基质间的粘附，另一类是位于细胞表面的膜蛋白，如IC A M 1、IC A M 2、VC A M介导细胞与细胞间的粘附。

目前，共有20种α亚单位，9种β亚单位被发现，两类亚基可组合形成20多种整合素。整合素与配体不是一一对应的，一种配体可以与多种整合素结合，一种整合素也可以结合多种配体。整合素功能主要取决于β亚单位的功能，整合素β3即为其中一大类，整合素β3又分两种：αIIbβ3和αvβ3，前者仅在巨核细胞和血小板中表达，后者在体内分布广泛，主要在上皮细胞中高表达，子宫内膜的整合素β3形式为αvβ3。除αvβ3，宫内膜还发现两种整合素形式α1β1和α4β1，但通过对可孕和不孕妇女的子宫内膜进行比较，表达差别最大的是β3亚单位，提示αvβ3是最理想的评价子宫内膜容受性的分子指标［3］。

2 整合素αvβ3与子宫内膜容受性

排卵后的5－7天是子宫内膜容许胚胎种植的一个短暂时期，被称为着床窗口期（大多数学者认为最适合胚胎着床的窗口期，为黄体中期）。多位学者研究证实，整合素β3可以作为子宫内膜容受性达到最大的时间标志。Gonzalez［3］等发现，生殖力正常的女性，子宫内膜上皮细胞的整合素β3在增殖期晚期和分泌期表达，着床窗口期表达达到最高峰。Dou［4］等用逆转录聚合酶链反应（RT－PCR）分析整合素mRNA含量时也发现了类似的结果，整合素β3仅在月经周期第19天以后出现在子宫腺上皮和子宫内膜上皮，该时间段与人类着床期（周期第21－23天）出现基本一致。

除了人类，一些针对哺乳动物的研究也提示整合素αvβ3与胚胎着床关系密切。针对羊着床期的研究显示，胚胎植入期前后（受精后8－17天）αvβ3表达包括蛋白与mRNA逐步提高，蛋白在16－17天时达到最高峰，而mRNA在17天时表达量急剧下降，该过程同时伴有腺体增生和血管密度增加，提示整合素αvβ3可能通过改变子宫内膜形态促进羊胚胎着床［5］。家兔胚泡发育至第6．5天时，检测发现着床处αvβ3蛋白及mRNA表达均较非着床期和正常非孕对照组明显增高［6］。猪在整个胚胎植入期都有αvβ3表达，在孕后18天表达达到最高峰，孕后12天和18天为中等强度的表达，而此时间段为胚胎植入中期，说明αvβ3在猪的胚胎植入中也起重要作用［7］。大鼠性交后4－5天出现αvβ3表达，且第5天达到最高，而同时给予子宫容受性性抑制剂奥美昔芬的大鼠αvβ3表达不明显。说明对于大鼠αvβ3同样是个较好的子宫内膜容受性指标，在胚胎植入过程中起重要作用［8］。

一些临床资料显示，部分不孕及早产患者，整合素αvβ3表达低或不表达。原因不明性不孕患者在分泌中期（黄体期）子宫内膜整合素β3表达水平较低［3］。子宫内膜异位（EM）伴有整合素αvβ3缺失的患者妊娠率为10%，而αvβ3存在时，妊娠率则上升到75%。多囊卵巢综合征患者植入窗期子宫内膜αvβ3表达弱，容受性降低［9］。输卵管也是不孕因素之一，临床调查表明，有20%－40%的不孕不育与输卵管相关疾病有关。严重的输卵管炎症不仅可以上行感染子宫而引起子宫内膜本身产生炎症，而且局部炎症导致子宫微环境改变，某些异常的细胞因子、生长因子的分泌影响了整合素αvβ3的水平［10－12］。

整合素αvβ3与IVF－ET成功率也有密切联系。Thomas等［13］对66名妇女接受IVF－ET前后子宫内膜行整合素αvβ3检测，结果显示，术后的妊娠期妇女子宫内上述两项表达量显著高于非妊娠组。杨海燕等人的研究也显示整合素αvβ3在IVF－ET反复种植失败的患者子宫内膜表达明显减弱［14］。整合素β3在胚胎着床期高表达，有助于子宫内膜由非粘附状态到粘附状态的转变，为胚泡粘附及植入做好准备。

一些学者经研究后认为［15－16］，滋养细胞分泌的性激素，如雌孕激素、人绒毛膜促性腺激素共同调节αvβ3在子宫内膜中的浓度。目前普遍认为孕激素诱导子宫内膜表达整合素，而雌激素则抑制整合素表达。这两种激素对于调节女性生理周期有重要作用，同时对整合素β3浓度周期性变化产生影响。Lessey［17］的研究发现整合素β3在着床期的出现与子宫内膜孕激素受体（PR）表达调节有关。非性成熟卵巢去势大鼠給予孕激素及雌孕激素联合作用，可上调αvβ3的表达［8］。王丽等对于胚胎因素对体外子宫内膜整合素β3的研究结果也提示了，胚胎分泌的多种细胞因子与相应受体结合后，上调整合素β3的表达，使子宫内膜获得对胚胎的容受性，促进子宫内膜容受性的形成［18，19］。子宫内膜容受性利于胚胎着床，二者相辅相成。总之，在整合素β3在子宫内膜上皮细胞的浓度的周期性变化的调节过程中，相互拮抗，共同发挥作用。雌激素、孕激素在月经周期的分泌期（黄体期）分泌增多，二者相互作用由促进分泌中期整合素β3浓度升高，整合素β3促进子宫内膜容受性的形成，利于胚胎着床，胚胎与子宫内膜同步发育，相互协调，互相促进。

3 整合素αvβ3在IVF－ET中的研究前景

IVF－ET治疗不孕症以来，人类辅助生殖技术（ART）得到飞速发展，但胚胎着床成功率提高并不明显。子宫内膜容受性是胚胎着床的一个重要因素，在不孕症患者的治疗过程中，了解子宫内膜的容受状态，对IVF－ET治疗方案的制定有重要的指导意义。判断子宫内膜容受性的金标准是子宫内膜活检，但由于这是一项侵入性检查而限制了其在IVFET周期中的应用。整合素αvβ3是评价子宫内膜容受性的一个可靠的分子指标，虽然有研究表明用整合素αvβ3评估子宫内膜容受性并不优于子宫内膜活检［20］，但如能通过无创手段检测αvβ3水平，将具有有广阔的市场前景，推动整合素β3在IVF－ET中广泛应用。

［1］Albelda SM，Buck CA．Integrins and other cell adhesion molecules［J］．FASEB J，1990，4（11），2868．

［2］Lowell CA，Mayadas TN．Overview：studying integrins in vivo［J］．Methods Mol Biol，2012，757：369．

［3］Gonzalez RR，Palomino A，Boric A，et al．A quantitative evaluation ofα1、α4andβ3endometrial integrins of fertile and unexplained infertile women during the menstrual cycle：a flow cytometric appraisal［J］．Hum Reprod，1999，14（10）：2485．

［4］Dou Q，Williams S，Chengini N，et al．Expression of integrin messager ribonucleic acid in human endometrial in healthy fertile women［J］．Fertil steril，1999，71（2）：347．

［5］Wan PC，Bao ZJ，Wu Y，et al．αvβ3Integrin may participate in conceptus attachment by regulating morphologic changes in the endometrium during peri－implantation in ovine［J］．Reprod Domest Anim，2011，46（5）：840．

［6］Illera MJ，Lorenzo PL，Gui YT，et al．A role for alphavbeta3integrin during implantation in the rabbit model［J］．Biol Reprod，2003，68（3）：766．

［7］Lin H，Wang X，Liu G，et al．Expression of alphaV and beta3integrin subunits during implantation in pig［J］．Mol Reprod Dev，2007，74（11）：1379．

［8］Srinivasan KR，Blesson CS，Fatima I，et al．Expression of alphaV－beta3integrin in rat endometrial epithelial cells and its functional role during implantation［J］．Gen Comp Endocrinol，2009，160（2）：124．

［9］王霭明，魏丽坤，张雷，等．整合素αvβ3和骨桥蛋白在多囊卵巢综合征患者植入窗期子宫内膜的表达［J］．生殖医学杂志，

［10］Meyer WR，Castelbaum AJ，Somkuti S et al．Hydrosalpinges adversely affect markers of endometrial receptivity ［J］．Hum Reprod，1997，12（7）：1393．

［11］Sulz L，Valenzula JP，Salvatierra AM．The expression ofαvβ3 intergrin subunits in the occurrence of a tubal implantation window ［J］．Hum reprod，1998，13（10）：2916．

［12］侯玉兰，王绍娟，郭端英．输卵管妊娠中整合素β3及细胞基质成分层黏连蛋白及纤粘连蛋白表达的研究［J］．实用医技杂志，2007，14（11）：1369．

［13］Thomas K．Endometrial integrin expression in women undergo－ing in vitro fertilization and the association with sub sequent treatment outcome［J］．Fertil Steril，2003，80（3）：502．

［14］杨海燕，倪吴花，余蓉．子宫内膜骨桥蛋白和整合素αvβ3表达与IVF－ET反复种植失败的关系［J］．实用医学杂志，2011，27（17），3127．

［15］程 琰，胡 蓉，马开东．滋养细胞分泌14－3－3τ蛋白对子宫内膜基质细胞表达整合素αvβ3蛋白的影响［J］．复旦学报（医学版），2009，36（5）：505．

［16］王 颖，陈 咏，李美芝．促排卵治疗对多卵巢综合征患者子宫内膜整合素αvβ3表达的影响［J］．中华妇产科杂志，2000，35（3）：163．

［17］Lessey B A．Integrins and the endometrium ：new marker of un－terine receptivity［J］．Ann NY Acad Sci，1997，26（828）：111．

［18］王 丽，周剑萍，张 炜，等．胚胎因素对体外子宫内膜整合素β3的调节［J］．中国免疫学杂志，2006，22：58．

［19］ Simon C，Gimeno M J，Mercader A，et al．Embryonic regulation of intergrin bβ3α4andα1in human endometrial epithelial cells in citro［J］．J Clin Endocrinol Metab，1997，82（8）：2607．

［20］Casals G，Ordi J，Creus M，et al．Osteopontin and alphavbeta3 integrin as markers of endometrial receptivity：the effect of different hormone therapies［J］．Reprod Biomed Online，2010，21（3）：349．