NOTCH信号通路 在滋养细胞浸润及胎盘血管重铸中的研究进展

鲁 蕃，孙晓彤*，何西彦，杨莉莉

（1.甘肃中医药大学临床医学院，甘肃 兰州 730000； 2.甘肃省人民医院产科，甘肃 兰州 730000）

妊娠期高血压是一种常见的孕期并发症，同时也是引起子痫及子痫前期(preeclampsia，PE)的重要因素，PE发病率约为6%～10%[1]。PE的危害性较大，会影响妊娠结局，增加产妇及围产儿死亡率，然而尽管近年来医学技术取得了重大突破，然而对PE的发生机制仍尚未完全阐明。大量的研究已经证实，NOTCH信号通路在胚胎发育中起到了重要作用，在子痫前期的发生和发展中亦起到了重要的调节作用[2-3]。目前普遍认为NOTCH表达失衡会加剧胎盘血管生成发育不足和胎盘血液循环障碍，与子痫发生发展具有密切的相关性，其中国内学者张展等[4]在研究中指出，NOTCH蛋白在正常胎盘组织中表达显著，其中绒毛外滋养细胞细胞质及血管内皮细胞细胞质中NOTCH表达水平更高。赵先兰等[5]同样证实，NOTCH蛋白会在胎盘组织中表达，并推测NOTCH信号通路中的 NOTCH1、Jagged1可能参与了子痫前期的发生与发展。曹卫平等[6]则认为子痫前期可能是由于受NOTCH/NOTCH配体影响的Th17/Treg失衡所致。然而，虽然关于NOTCH与子痫前期的研究众多，但仍无统一定论，有待在今后进一步确证。

1 NOTCH信号通路概述

1914年，NOTCH基因在果蝇体内被首次发现，基因部分功能缺陷会导致果蝇翅膀边缘一处缺刻（NOTCHES），故而得名[7]。NOTCH信号通路可调控细胞内多个生命进程[8-10]，在无脊椎动物以及哺乳动物中均有表达，属于进化上十分保守的跨膜受体蛋白家族。NOTCH信号通路由多个部分组成，包括靶基因、受体、配体、DNA结合蛋白，通过细胞与细胞之间的相互接触，来激活参与机体内的多个生理和病理过程。

1.1 NOTCH受体

NOTCH受体在信号通路中发挥着关键作用，现阶段共发现哺乳动物中存在4大类NOTCH基因，并以此被编码为NOTCH 1～4受体。NOTCH结构主要分为胞内域、跨膜域和胞外域。其中胞内域具有转录活性，由4个保守区域组成，分别为锚蛋白转入激活区、RAM 区、PEST 序列；胞外域主要是负责配体结合和激活，胞外域的结构相对复杂，胞外域由表皮生长因子序列＋富含半胱氨酸的lin NOTCH重复序列共同组成。

1.2 NOTCH配体

近年来，随着人们对NOTCH配体认识的逐渐加深，我们越来越认识到不同物种之间的NOTCH配体存在明显差异，比如果蝇中的NOTCH配体包括Serrate 和Delta ，线虫中则为Lag -2，而哺乳动物中则为Delta-like和Jagged，其中Delta -like（DLL）与果蝇中的Delta高度同源，且Deltalike又分为Delta-like1（DLL 1）、Delta -like（DDL 3）、Delta-like（DLL 4）等五种，Jagged与Serrate同源，又分为Jagged1和Jagged2，不同配体的作用不同[11-12]。目前子痫前期NOTCh信号通路中关于DLL4、Jagged1和Jagged2等配体的研究最多。

1.3 DNA结合蛋白与靶基因

CSL属于DNA的结合蛋白，CSL为缩写单词，分别取自CBF1、Su(H)、Lag-1的首字母缩写。CBF1、Su(H)、Lag-1则分别代表在哺乳动物、果蝇和线虫中Nocth的效应分子[13]。CSL与NICD结合形成CSL-NICD复合体,同时与核内特定的DNA序列--GTGGGAA序列结合,进而激活靶基因的表达。NOTCH信号的靶基因为碱性螺旋-环-螺旋类BLHL转录因子家族，常见如HEY1、HEY2、HeyL等，HEY1、HEY2、HEYL及其相关蛋白在基因转录和细胞周期的调控中均发挥着重要作用。

1.4 NOTCH信号通路的经典途径

NOTCH信号通路的经典途径（CBF-1非依赖途径）目前仍未取得突破性进展，并且关于该方面的报道较少，因此本文未对该方面的研究进展进行总结。NOTCH信号通路的经典途径为CBF-1/RBP-Jκ依赖途径[14]。首先DNA结合蛋白与核基质蛋白（MINT）、KyoT2等组成转录抑制复合物，在与NICD结合后，进一步解离释放MINT、KyoT2，并募集SKIP蛋白等共激活分子，共同组成转录激活复合物，激活靶基因转录后，发挥生物学效应。

2 NOTCH信号通路的表达情况及可能的作用机制

2.1 NOTCH信号通路与子宫螺旋动脉重铸

2.1.1 子痫前期与内皮功能障碍密切相关

滋养细胞可释放可溶性的血管活性物质，如血管内皮生长因子受体1（sFlt-1）和可溶性Endoglin等，上述因子可进一步激活全身小血管的内皮细胞，导致内皮细胞损伤。而内皮祖细胞（EPC）具有内皮修复的能力，DLL4/NOTCH信号通路可能在体外作为EPC介导的血管发生的抑制剂，也是促进PE患者血管生成的潜在目标[17]。一项体外研究认为，NOTCH受体信号传导可在体外控制人血管平滑肌细胞（hVSMC）分化，NOTCH可通过体外激活CBF-1/RBP-Jκ依赖性途径促进hVSMC表型改变，而血管平滑肌细胞（VSMC）表型调节是血管病理学发生的关键因素[15]，因此推测NOTCH信号通路在子宫螺旋动脉生理、病理学改变中发挥了重要作用。γ干扰素同样可破坏平滑肌细胞的完整性，引起内皮损伤，且DLL 1和DLL 4均参与uNK细胞表面NOTCH受体相互作用诱导γ干扰素分泌，另外由于NOTCH 1和NOTCH 2表达于uNK细胞，而DLL 1表达于螺旋动脉周围的母体细胞，因此可以进一步推测DLL 1可能参与调解母体细胞中的NOTCH信号通路活性，诱导EVTs侵袭前γ干扰素的分泌和血管平滑肌的破坏[16]。然而虽然可以证实NOTCH信号通路表达失衡在动脉重铸异常起到了关键作用，但作用机制尚无可靠的临床研究来进一步确证，目前仍属于猜想阶段

2.1.2 绒毛细胞与血管生成密切相关

Hofbauer细胞和细胞滋养层细胞可通过分泌生长因子来诱导血管生成，而NOTCH 2-4在绒毛间质Hofbauer细胞上的表达及配体在内皮细胞上的表达，临近的内皮细胞通过与Hofbauer细胞接触，或可通过NOTCH信号通路来实现细胞之间的通信。DLL 4在NOTCH配体中属于具有血管内皮细胞特异性的配体，DLL 4下调可以减少血管出芽长度，抑制血管生成，而在缺氧的环境中DLL-4水平则会被上调。在重度子痫前期患者中，合体滋养层细胞和脐动脉血管平滑肌细胞中DLL 4表达上调，此时或有助于促进胎盘血管生成。有研究指出，PE患者表达较高水平的NOTCH受体（1-4）和配体DLL 4，而Jagged 1-2的NOTCH配体低得多[18]。另外NOTCH家族中的DLL 1、Jagged 1、NOTCH 1同样在三级绒毛内皮细胞中有所表达，或许也可以从侧面反映NOTCH家族与胎盘血管发生有一定的相关性。部分PE患者胎盘中的NOTCH蛋白和VEGF表达下降，下调NOTCH蛋白或许可能会减少VEGF 的表达，从而影响滋养细胞侵袭和血管生成，导致子痫前期等妊娠疾病。

2.2 NOTCH信号通路与滋养细胞浸润不足

滋养细胞信号传导能够调节细胞分化、迁移和侵袭能力，滋养细胞可通过促进多重生长因子、粘附分子等对滋养细胞的侵袭浸润能力进行调节，影响胚胎的着床与发育，但滋养层细胞侵入子宫内膜的过程容易受到多种因素影响，其中血管内皮生长因子、内皮生长因子、成纤维细胞生长因子、基质金属蛋白酶等均在滋养细胞分化、增生、迁移、侵入等环节发挥了重要作用。目前普遍认为妊娠早期滋养细胞对子宫内膜侵入过浅、子宫螺旋动脉重铸障碍、胎盘浅着床等是引起胎盘功能障碍的重要生理改变。现有的动物实验已经证实，NOTCH信号通路能够影响小鼠胎盘滋养细胞浸润[19]。而国内学者也在相关的临床研究中证实缺氧会导致Jag 1表达减少，NOTCH信号激活减少[20]，这可能会在一定程度上造成滋养细胞分化障碍，降低滋养细胞的侵袭能力，可能会导致胎盘潜着床，胎盘进而发生缺血缺氧，诱发子痫前期等疾病。

3 结 论

PE患者胎盘的主要病理表现为滋养细胞侵入内膜过浅以及子宫螺旋小动脉生理性血管重塑障碍，因此滋养层细胞浸润和小动脉血管重塑一直是NOTCH信号通路研究的重点方向。然而现阶段关于NOTCH家族的表达以及在子痫前期中的作用机制研究仍然不够深入，目前多数研究停留在胎盘组织中的表达研究，未对NOTCH信号通路的调控因子、上下游信号途径等关键性问题进行深入探讨，相信随着今后临床研究的进一步深入，我们也将更加清晰的了解子PE发病机制以及NOTCH信号通路在子痫前期发生和发展中的作用，从而为PE的诊断和治疗提供可靠的依据，全面提升围产期产妇及围产儿的预后。