RhoA/ROCK信号通路在妊娠相关疾病中的研究进展*

林 琳，陈敦金，陈兢思

(1.广州医科大学附属第三医院 a.妇产科；b.产前诊断科，广州 510150；2.广东省产科重大疾病重点实验室，广州 510150；3.广州妇产科研究所，广州 510150)

1 RhoA/ROCK的概述

Rho GTP酶(Rho GTPase)是小分子鸟苷酸三磷酸酶Ras超家族的成员之一，目前已发现20多种Rho GTP酶，其中RhoA、Rac1和Cdc42是经典的Rho GTP酶。Rho GTP酶大多数成员可根据GTP结合的活性构象与GDP结合的非活性构象而发挥其功能活性的开关作用。GTP结合形式和GDP结合形式之间的转变过程受到几类调节因子的调节，主要是由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTP酶激活蛋白(GAPs)两类蛋白进行调节。当信号激活时，GEFs分子催化核苷酸交换，使Rho GTP酶由结合GDP转换为结合GTP，导致Rho GTP酶激活。相反，GAPs刺激GTP水解，导致Rho GTP酶失活。Rho GTP酶参与了体内众多生理过程，如：基因转录、细胞侵袭及迁移、肌动蛋白骨架组装、微管动态变化、细胞黏附和极性形成等[1-3]。

1996年，Rho相关的螺旋激酶(ROCK)被首次发现是GTPase RhoA的一个关键的下游效应因子[4]，是经典丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶AGC家族的成员之一，分子量为160kDa。ROCK家族包含两个亚型,其中包括ROCK1(称为p160ROCK和ROKβ)和ROCK2s(称为Rho-激酶和ROKα)，分别在18号染色体(18q11.1)和2号染色体(2p24)上被发现。现有资料显示，ROCK1和ROCK2分别含有1354个和1388个氨基酸，并且存在显著的调控磷酸化和裂解位点。ROCK1及ROCK2的氨基酸序列约有65%的同源性，它们有类似的结构。ROCK1和ROCK2在人类、小鼠和大鼠组织中广泛表达。ROCK1 mRNA主要表达于肾脏、肝脏、肺和睾丸中，而ROCK2蛋白主要表达于大脑和肌肉组织中，它们均在血管结构和心脏的平滑肌中表达[4-5]。ROCKs主要存在于细胞质中，当它们被激活时，会迁移到质膜。ROCK参与了多种基本的细胞功能，如收缩、黏附、迁移、增殖和凋亡等。ROCK1在维持组织形态发生和完整中发挥重要作用[6]，是成纤维细胞形成局灶性粘连和应力纤维的必要条件[5]。ROCK1及ROCK2在人类胎盘和胎儿发育过程中有各自独特的功能。RhoA/ROCK信号通路通过RhoA与GTP结合激活下游ROCK,并进一步磷酸化ROCK下游底物，诱导细胞骨架重组、细胞迁移和应力纤维形成，与血管和组织通透性、组织收缩和生长等多种生理功能有关[4-5]。

2 RhoA/ROCK在妊娠相关疾病中的研究

2.1 RhoA/ROCK与分娩时限异常的研究 分娩是由多因素作用、多分子参与、多途径调控发生交互作用的过程，其动因迄今仍是生物医学界亟待解决的关键问题之一。分娩发生过早或过晚可引起妊娠时限异常相关疾病(流产、早产、过期妊娠)，从而增加母儿发病率及病死率。适时的子宫松弛可能有助于胚泡植入及妊娠的维持[7]。迄今为止，子宫平滑肌由静止期维持妊娠至强烈收缩促进胎儿娩出这一转变的生理触发机制仍知之甚少，加之模拟子宫平滑肌收缩性困难，使这方面的研究仍欠缺。研究发现，ROCK在肌动蛋白-肌球蛋白收缩性的产生和肌动蛋白骨架动力学的调节中起主要作用，RhoA/ROCK信号通路可通过调节肌球蛋白轻链磷酸酯酶(myosin light chain phosphatase,MLCP)活性，影响肌球蛋白轻链(myosin light chain，MLC)的磷酸化和平滑肌收缩。ROCK还可通过和肌球蛋白磷酸酶(myosin phosphatase,MYLP)调节子宫肌层收缩性[7-8]。不少学者开展了不少关于RhoA/ROCK在子宫中的研究。

Domokos等[9]发现，妊娠大鼠子宫中RhoA及ROCK蛋白表达水平在分娩开始及分娩过程中急剧升高。在妊娠第22天和分娩期间，子宫内膜中RhoA蛋白表达明显增加，而肌层中RhoA蛋白水平保持不变，提示RhoA表达的变化主要是由妊娠末期子宫内膜的变化引起的。在离体器官中，RhoA抑制剂及ROCK抑制剂可抑制子宫收缩[10]。与非妊娠子宫相比，ROCK低表达可能有助于维持妊娠子宫的相对静止及妊娠的维持。在小鼠子宫平滑肌中，随着硒(Se)浓度的降低，MLCP和ROCK活性增加，促进了P-MLC的去磷酸化，导致子宫收缩减少，Se缺乏可能通过调控RhoA/ROCK信号通路影响小鼠子宫平滑肌收缩[8]。在人类子宫中，RhoA/ROCK介导的钙敏感可能在人类分娩的生理过程中发挥关键作用，肥胖妇女足月妊娠时子宫肌层ROCK表达降低，这可能与肥胖妇女在分娩时的子宫肌层收缩产生的抑制作用相关[11]，也可能与肥胖妇女更易出现过期妊娠、产程延长、产后出血及剖宫产率更高相关。上述研究均提示RhoA/ROCK信号通路是分娩过程中子宫激活的关键调节因子，可能是预防自发性早产的有用靶标，可能成为开发新型抗宫缩药物的潜在靶点。

除子宫平滑肌不适时收缩外，宫颈功能的缺陷可导致早产或过期妊娠[12]。Domokos等[13]研究发现，大鼠分娩时，宫颈中RhoA和ROCK水平下降，考虑其水平下降与宫颈成熟有关。推测分娩时RhoA/ROCK表达减少可能参与了宫颈成熟，尤其是在分娩的最后阶段。辛伐他汀是一种羟甲基-戊二酰辅酶a(HMG-CoA)抑制剂，被认为是RhoA的抑制剂，其增加了妊娠第20天和第22天的宫颈阻力，而ROCK抑制剂Y-27632和法舒地尔降低了妊娠第20天的宫颈阻力。ROCK抑制剂可能是潜在的治疗宫颈成熟不足所致的过期妊娠的候选药物。辛伐他汀的作用可能与其独特的妊娠宫颈平滑肌收缩活动有关，因此具有辛伐他汀样作用的化合物可能成为治疗宫颈成熟过早所致早产的新药物。

综合上述研究，RhoA和ROCK在维持妊娠及分娩过程中发挥了重要作用，其表达水平及对药物反应的不同，可能与不同器官、组织、细胞的表达水平及功能各不相同，以及它们对药物的反应不同有关。因此针对不同的靶点，药物的产生作用可能不同，这为开发新药物提供一定理论依据。

2.2 RhoA/ROCK与子痫前期相关的研究 子痫前期(preeclampsia，PE)是一种妊娠严重并发症，通常发生在妊娠期20周以后、多数于近足月的新发高血压，它通常伴有高血压及尿蛋白，若无尿蛋白的情况下，常常伴随有PE的其他症状及体征。PE的全球发病率2%～8%，可能导致子宫、胎盘、肾脏、肝脏和大脑等全身多器官的灌注减少，严重危及母儿健康，已成为世界范围内的社会和经济问题[14]。PE的发病机制尚不明确，滋养层侵袭能力受损、血管重塑异常及子宫内膜蜕膜化异常与PE的发生有关[15-18]。研究发现，RhoA/ROCK通路与血管生成、细胞凋亡和细胞侵袭能力相关，miR-141可能通过RhoA/ROCK通路调节滋养细胞的凋亡、血管化和侵袭能力从而参与了PE发生[19]。在PE小鼠模型上，ROCK抑制剂法舒地尔可通过抑制RhoA/ROCK通路降低高血压和尿蛋白水平、可保护脐血管内皮细胞免受缺血再灌注损伤诱导的凋亡[20]。上述研究均提示了RhoA/ROCK信号通路异常可能与PE的发生密切相关，但具体机制尚不清楚，仍需进一步的探索。

2.3 RhoA/ROCK与胚胎着床、发育相关的研究 胎盘及蜕膜的协同作用在妊娠形成及正常妊娠的维持中起着举足轻重的作用，胎盘或蜕膜缺陷都可引发妊娠相关疾病，如不孕、复发性流产、PE等。滋养细胞作为胎盘的特殊细胞，在母胎界面的植入和形成中起着重要的作用，RND3通过RhoA/ROCK1信号通路调控滋养细胞HTR8的迁移和增殖，可能参与复发性流产的发生[21]。Y-27632是Rho相关激酶(ROCK)的一种有效且有选择性的ATP竞争性抑制剂[22]。研究发现,与小鼠胚胎共培养前，用Y27632预处理人子宫内膜基质细胞,48h后共培养发现胚胎侵袭程度增加，且呈剂量依赖性[23]，而沉默RhoA后也有类似发现。Y27632预处理人子宫内膜基质细胞,还可促进胚胎HCG的分泌[24]，并影响蜕膜化标记物IGFBP1及PRL的分泌[25]。文献报道，ROCK的两种亚型在小鼠胚胎发生过程中及血管发育中均起着关键作用，用ROCK抑制剂Y-27632离体处理的野生型胚胎中也观察到血管重塑受损[26]。上述研究表明，在人子宫内膜基质细胞中，抑制激酶信号可增加滋养细胞的侵袭能力，在胚胎植入的这一阶段，RhoA/ROCK信号通路发挥了重要作用。

2.4 RhoA/ROCK信号通路在不孕不育相关疾病中的研究 子宫腺肌症及子宫内膜异位症均可导致妇女痛经、月经过多、不孕不育及妊娠丢失等，严重影响妇女生活质量。研究发现,子宫腺肌症患者正常位置子宫内膜中ROCK1、ROCK2、RhoA mRNA表达明显高于非子宫腺肌症患者，并且在异位子宫内膜中表达最高，RhoA/ROCK介导的信号通路激活还与痛经程度和月经量呈正相关[27]。子宫内膜异位症女性的异位和正常位置子宫内膜基质细胞中，ROCK1基因表达显著上调，它可能通过影响多种生物过程，参与EMs的发病机制[28]。宫腔粘连的特征是子宫或宫颈内瘢痕组织的发展，导致子宫内膜表面的部分或全部粘连，宫腔粘连与不良妊娠预后相关，如不孕、月经过少、反复妊娠丢失等。在小鼠宫腔粘连模型中，miR-1291作用于ARHGAP29上游，负调控RhoA/ROCK1/EMT通路，最终导致子宫内膜纤维化，选择性抑制RhoA/ROCK1信号通路，可能可减少纤维化的发展[29]。

总之，RhoA/ROCK信号通路目前被认为是一种多功能通路，它参与了广泛的生物和细胞生理功能和活动，并且与妊娠生理、病理及多种疾病的发生密切相关。然而，RhoA/ROCK信号通路的确切机制及其下游效应因子在妊娠生理及相关疾病中的作用仍不清楚。虽然已有抑制RhoA/ROCK信号通路相关药物在妊娠相关疾病中的研究，但其具体作用机制、药物在不同靶点发挥的作用以及相关药物对胎儿是否存在致畸及伤害作用等方面，都需进一步评估。进一步展开RhoA/ROCK信号通路与妊娠相关疾病发病机制的研究，探索预测及预防性干预措施，对降低围分娩期母儿患病率及死亡率有重要意义。