葡萄胎印迹机制的研究进展

施佳艳 陈雄 梁小妍

葡萄胎，是一组来源于胎盘滋养细胞的疾病，属于妊娠滋养细胞疾病(gestational trophoblastic disease，GTD)中的一种，为妊娠后胎盘绒毛滋养细胞增生、间质水肿，而形成大小不一的水泡，水泡间借蒂相连成串，形如葡萄，也称水泡状胎块(hydatidiform mole，HM)，是一种病理性妊娠现象［1］。根据其组织病理学表现及遗传来源的不同，分为完全性葡萄胎和部分性葡萄胎。

1 葡萄胎核型分析及分子遗传学认识

多年以来，对于葡萄胎的细胞遗传学研究已经积累了大量资料，对探讨其发生有着重要的临床价值和理论意义，本文将其总结如下。

完全性葡萄胎的染色体核型为二倍体，其染色体基因为父系来源，而线粒体DNA为母系来源［2］。其中90%为46XX(单精孤雄二倍体)，由一个单倍体精子(23X)在无核空卵中自身复制为2倍体(46，XX);10%为46XY(双精孤雄二倍体)，为无核空卵与两个单倍体精子(23X和23Y)受精而成［3］。近年来也发现有一类双亲来源的特殊类型BiCHM(biparental-CHM)，其与家族性复发性葡萄胎有关。

部分性葡萄胎的核型90%以上为三倍体，最常见的核型69XXY，其余为69XXX或69XYY，为一正常单倍体卵子和两个正常单倍体精子受精，或一正常单倍体卵子(精子)和一个减数分裂缺陷的双倍体精子(卵子)受精而成，多余的一套染色体来自父方。

据报道有15%～20%的完全性葡萄胎可能发生持续性滋养细胞疾病，在部分性葡萄胎此概率仅为4%～6%，完全性葡萄胎比部分性葡萄胎更易发展为持续性滋养细胞疾病［4，5］，可能是由于完全性葡萄胎不含有母体染色体而部分性葡萄胎含有父母双方的染色体物质。由于完全性葡萄胎和部分性葡萄胎有不同预后，临床上两者的处理方式不同，准确区别完全性和部分性葡萄胎显得尤为重要。目前最主要的是依靠病理组织学来诊断葡萄胎，但组织学诊断存在主观性较强、重复性较差等问题，很多研究表明，即使经验丰富的病理学家对于区分完全性葡萄胎和部分性葡萄胎也存在困难［6］，单纯依赖形态学标准难以鉴别一些不典型病例［7］。一些形态学上不典型的完全性葡萄胎常常被误诊为部分性葡萄胎或自然流产［8］。近些年来，随着血β-Hcg检测的广泛应用和超声的发展，许多葡萄胎的诊断处理提前，多在早孕期间行清宫术，更加增加了病理组织学上的诊断难度。遗传学诊断方法如限制性片段长度多态性(RFLP)和聚合酶链反应(PCR)等具有科学性和客观性，对葡萄胎的诊断、鉴别、发病机制的研究和预后的判断具有重要意义，但由于这些方法耗费大和操作繁琐，且不适合用于甲醛溶液固定、石蜡包埋组织上的研究，故尚不可能成为目前葡萄胎的常规诊断方法。

2 基因印迹的概述

基因印迹(gene impringting)也可称为基因组印迹(genomic imprinting)，指的是某些基因呈不遵从孟德尔定律的亲源性单等位基因表达，控制某表型的等位基因依亲源(父源或母源)的不同而呈现亲源性表达差异，其一等位基因不表达或表达极弱，具有这种差异表达现象的基因称为印迹基因［9］。

McGrath等［10］进行的小鼠的单性生殖胚胎实验中发现双父系或双母系的胚胎不能完成胚胎发育，提示父源和母源各自一套遗传物质是正常胚胎发育所必需的，其在胚胎发育过程中作用不同，某些基因的正常表达必须依赖于来自特定亲源的等位基因，表达异常则引起异常的胚胎发育或疾病。在完全性葡萄胎和畸胎瘤的研究中发现两者分别为来自于父源和母源的单亲二倍体(uniparental disomy，UPD)所形成的特殊肿瘤，其遗传学特征分别为完全的父源性基因组或完全性的母源性基因组。

基因印迹现象是对孟德尔遗传定律的补充和发展，在胚胎发育过程中起调控作用，是哺乳动物正常生长发育和行为的基础，部分基因与神经发育和行为有关。有学者预测对于有基因印迹现象的种系因为可以通过对等位基因表达和沉默的变化作出相应的改变而更能够对环境的变化做出相应反应［11］。

人体中印迹基因的总数有100～200个。Luedi等［12］预测，潜在的印迹基因可达600个。印迹基因多成簇出现，迄今已明确的印迹基因约有90个，较多位于染色体15q11～q13和11p15.5上。正常的印迹基因在功能上与胎儿和胎盘的发育、细胞分化及增殖以及精神行为等有关［13，14］，其在葡萄胎发生中的机制正引起越来越大的注意。

印迹基因可被两类:一类是母方染色体印迹失活，父方染色体等位基因得到表达，称为父源性印迹基因，如IGF2、PEG2、PEG10等;另一类是父方染色体印迹失活，而母方染色体等位基因得到表达，称为母源性印迹基因，如 p57kip、IPL、H19和KCNQ1等。对于基因印迹的产生及控制机制，目前仍然未完全明确。印迹基因产生的表观遗传学途径主要是DNA甲基化，即通过DNA富含CpG岛的由亲代来源决定的胞嘧啶甲基化作用而使双亲之一的等位基因失活［15］。DNA甲基化是一个稳定的可遗传、可逆转的表观遗传修饰。印迹基因中有一些序列成分在两个不同亲本来源的等位基因中仅有一方是甲基化，这些序列称为差异性甲基化区域(differentially methylated region，DMR)，决定了其控制基因是否表达，在基因印迹调节中起重要作用。

3 印迹基因与葡萄胎

随着分子生物学的进展，研究发现异常的胚胎发育是因为一些单等位表达的基因也就是印迹基因功能缺失所造成的结果，葡萄胎这种不正常的妊娠中存在着基因印迹的紊乱。当基因印迹缺失或印迹错误导致印迹过程发生异常时，会引起胚胎不能着床、畸形、死胎以及一些遗传性疾病。

父源和母源基因在胚胎正常发育过程中起不同作用。父源表达的基因与胚外组织的发育有关，倾向于促进胎儿的生长，而母源表达的基因则倾向于抑制胎儿的生长，两者互补，从而可以防御滋养细胞疾病的发生。在葡萄胎的研究中发现存在着父源性基因的过度表达和母源性基因的表达缺失，从而进一步引起滋养细胞增殖。对于BiCHM的女性即使更换性伴侣后同样发生反复性葡萄胎的这一现象，说明了完全性葡萄胎的发生是来自母方基因的缺陷［16，17］。目前为止，已有研究报道的与HM有关的印迹基因包括H19、IGF2、p57 kip、KCNQ1、IPL 等，多聚集在人染色体11p15.5。

H19基因和IGF2基因均定位于人类染色体11p15.5，且两者紧密相连，这两个基因交互影响。人H19全长3 kb，含5个外显子，4个内含子，是迄今发现的惟一不表达蛋白质，而是在mRNA水平发挥作用的印迹基因［18］。H19基因为母源性表达，父源性沉默的印迹基因，已证实在人类胎盘和胚胎组织中高表达，出生后除心肌、骨骼肌、乳腺、子宫中存在表达外，大部分组织的表达受到抑制［19］。Walsh等［20］用原位杂交的方法检测在完全性葡萄胎和绒癌组织中H19基因的表达，结果显示H19在绒癌组织中的表达明显低于完全性葡萄胎。Kim等［21］研究发现在葡萄胎向绒癌进展的过程中，H19基因表达水平亦呈现下降趋势，提示H19的低表达与滋养细胞疾病进展有关，并可能作为抑癌基因调节其他印迹基因的表达。

IGF2基因是目前研究最多和最深入的印迹基因，于1993年在人类中首次发现，全长8.8 kb，共有9个外显子，8个内含子，属于癌基因，是父源表达、母源沉默的印迹基因［22］。IGF2基因是H19 RNA的一个作用靶基因［23］，H19通过作用于IGF2的上、下游顺式作用元件而调控IGF2的表达，从而调节细胞增殖、胚胎发育和分化过程，同时可通过其自身RNA参与血管生成和转移。在生理条件下IGF2对胚胎的生长发育发挥重要作用，而病理条件下能够刺激肿瘤细胞的增殖，属于癌基因。IGF2作为生长促进因子，在胎盘绒毛中的表达高于普通组织［24］。在葡萄胎向绒癌进展的过程中，IGF2基因表达水平与H19刚好相反，呈现稳定上升的趋势［21］。提示H19和IGF2两者表达的失衡在葡萄胎发生进展中可能有一定作用。

p57 kip定位于人类染色体11p15上，为母源表达的印迹基因。p57 kip基因组印迹缺失可能导致人类胚胎发育异常并参与多种肿瘤的发生和发展。Fukunaga［25］研究发现p57 kip在正常绒毛的细胞滋养层、绒毛基质细胞中高表达，而在DNA完全来自父方的完全性葡萄胎中不表达或少量表达;DNA来自父母双方的部分性葡萄胎中的表达与正常绒毛相似。Merchant等［26］于2005年运用免疫组化技术研究发现p57 kip在完全性葡萄胎中为阴性表达，而在水肿性流产和部分性葡萄胎中为强阳性表达。Chen等［27］报道P57 kip在正常绒毛组织、水肿性流产绒毛、完全性葡萄胎和部分性葡萄胎中的表达有显著差异。因此认为对于临床上根据形态学难以客观区别的完全性葡萄胎和部分性葡萄胎，P57 kip的免疫组化对于两者鉴别诊断具有重要意义［28］，近年来已逐渐成为葡萄胎诊断的重要方法。

KCNQ1基因也定位于人类染色体11p15.5上，与p57 kip邻近，是Wang等［29］于1996年用定位克隆首先克隆的一个基因，为母源印迹基因。Kato等［30］应用Western Bloting对12例葡萄胎进行分析，发现6例部分性葡萄胎为强阳性表达，而完全性葡萄胎表达极弱，KCNQ1蛋白表达量完全性葡萄胎明显低于部分性葡萄胎。

IPL基因同样定位于人类染色体11p15.5，为母源印迹基因。Saxena等［31］用免疫组化法检测发现IPL在人类胎盘绒毛细胞滋养细胞中强阳性表达，在绒毛间质细胞和绒毛外滋养细胞表达较弱，在合体滋养细胞中阴性表达。IPL和p57 kip在人类染色体上连接紧密，且都是母源表达，它们的蛋白产物在绒毛细胞滋养细胞中同时表达。但与p57 kip不同，IPL在绒毛外滋养细胞和胎盘外组织中表达较弱。Thaker等［32］用免疫组化方法检测IPL，发现其与p57 kip相似，在部分性葡萄胎中表达而完全性葡萄胎中无表达。Kato等［33］分析30例经DNA倍型分析证实的葡萄胎，发现IPL在10例部分性葡萄胎中强表达，而20例完全性葡萄胎中表达极弱或缺失。因在绒毛外滋养细胞和绒毛间质细胞中仍有p57 kip表达而缺乏IPL表达，提示用免疫组化方法检测IPL在葡萄胎的鉴别诊断中可能比p57 kip的检测更有意义。

基因组印迹的发现是对孟德尔遗传定律的重大发展，随着研究的进展，人们对印迹基因的认识水平已有明显的提高，证实印迹基因在葡萄胎的发生发展中有一定作用，但目前的研究尚处于初始阶段，有许多细节有待揭示，希望能够随着分子生物学研究的深入以及不断更新的实验室技术，从多角度、多方面水平更好的理解和揭示葡萄胎的发生机制及其预后的影响因素，寻找能方便简洁的诊断葡萄胎的生物学标志，从而指导对葡萄胎的预防、诊断和治疗。

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