Elabela 在子痫前期中的研究进展

王丽静，王富荣，孙娴莉，李园美，董瑞峰

子痫前期是妊娠期特发性疾病，以妊娠20 周后出现的高血压和蛋白尿为主要临床表现，发生率约为2%～8%，可迅速发展为子痫，并导致多器官衰竭、子痫发作和围生期死亡[1]。据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）统计，子痫前期在发展中国家更多见，最多会导致约25%的孕产妇死亡。在美国，20%的早产是由子痫前期造成的，而在中国，这一比例超过了35%。子痫前期可导致新生儿死亡、胎儿生长受限（fetal growth restriction，FGR）、胎儿窘迫和早产发生率增加，是孕产妇以及新生儿死亡的重要原因，已成为影响妇女健康的主要公共卫生问题。近年来，虽然对子痫前期的研究有了很大进展，但子痫前期发生的原因和机制尚不明确，目前认为其发病机制包括血管内皮细胞损伤、滋养细胞侵袭异常、全身炎症反应、免疫调节功能异常及遗传等。目前尚无有效预测、诊断和治疗子痫前期的方法，因此需要开发新的临床诊断和治疗方法，阐明子痫前期的发病机制，对子痫前期的预防、治疗、降低孕产妇围生期死亡率、改善预后以及提高围生期医学质量具有重要意义。

子痫前期可能是多因素改变引起的综合征，目前已经发现多种生物因子参与子痫前期的发病，最成熟的生物标志物是循环胎盘生长因子（placental growth factor，PlGF）和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等。Elabela 是一种新发现的肽类激素，是Apelin 受体（APJ，血管紧张素Ⅱ1 型受体相关蛋白）的第二配体。最初在小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）中检测到，其通过与APJ 结合在胚胎发育中发挥作用[2]。与Apelin 不同，Elabela 只在人类ESC、诱导成人多能干细胞、胎盘以及成人肾脏、心脏和前列腺组织中表达[3]。Elabela在胚胎及人类胎盘组织中高表达，已确定其在胚胎的形成中发挥关键作用，是否参与子痫前期的发病仍在研究、探索中。现对Elabela 与子痫前期的关系进行综述。

1 Elabela 的结构及功能

Elabela 也称Toddler、Apela，是一种新发现的APJ内源性配体。既往认为Apelin 是APJ 的唯一内源性配体，目前Elabela 已被认为是APJ 的第二配体。APJ可激活多种G 蛋白依赖性信号通路，包括促进细胞外信号调节激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）、蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）和p70 核糖体蛋白S6 激酶（p70S6K）磷酸化，抑制钙动员以及环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）和一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）的活性，参与多种生理和病理过程。人类基因组学认为Elabela 位于第4 号染色体上，包含3 个外显子，被翻译成含有54 个氨基酸的肽，包括1 个分泌信号肽和1 个含有32 个氨基酸的成熟肽，Elabela-32 可以进一步被加工成更短的Elabela-11和Elabela-22，最短的Elabela-11 在所有脊椎动物中高度保守，提示Elabela-11 在脊椎动物中发挥重要生理功能[4]。Elabela 在成人的表达仅限于个别器官，包括肾脏和胎盘[5]，参与肾脏及胎盘源性疾病的发生。

成熟的Elabela 通过与APJ 结合发挥生物学活性。Elabela-APJ 轴的激活可发挥广泛的生理效应，包括降压、正性肌力作用、利尿、抗炎和抗心脏的纤维化等。Elabela-APJ 轴对于多种生物过程至关重要，可调节体液稳态、心肌收缩力、血管舒张、血管生成、细胞分化、细胞凋亡和氧化应激等[6]。Elabela-APJ 途径在斑马鱼胚胎发育过程中促进原肠胚细胞迁移，参与调节循环系统与胚胎发育。已证实Elabela 通过结合APJ 在大鼠心脏的发生和内胚层的分化中发挥重要作用。Elabela 可保护人类ESC 免于凋亡和应激诱导的细胞死亡，并通过磷脂酰肌醇3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/AKT 途径促进ESC 的存活和自我更新[7]。Elabela 在未分化的人类ESC 中高表达，在分化后的人类ESC 中表达迅速下降，提示Elabela 作为分泌肽在胚胎发育早期发挥重要作用。

2 Elabela 与子痫前期发病的关系

Elabela 是一种由胚胎和胎盘分泌的循环激素，在人类胎盘滋养细胞表达丰富。妊娠后血清中Elabela水平明显升高，提示其在妊娠期发挥重要作用[8]。女性Elabela 基因突变后转录表达的Elabela 蛋白减少，导致子痫前期发生风险增加[9]。研究表明，与正常孕妇相比，子痫前期孕妇血液循环中Elabela 水平明显降低。Elabela 基因敲除小鼠表现出子痫前期的表现，包括蛋白尿、高血压、肾小球内皮细胞增生和子代低出生体质量，外源输注Elabela 蛋白可明显改善小鼠高血压、蛋白尿和子代体质量，使小鼠子痫前期症状改善或消失，提示Elabela 参与小鼠子痫前期发病，并可能作为潜在的治疗药物[10]。Wang 等[11]研究发现，子痫前期患者胎盘组织中Elabela 表达较正常妊娠者明显降低，提示Elabela 参与人类子痫前期发病。Zhou 等[12]研究发现，与正常孕妇相比，晚发型子痫前期患者血液和尿液中Elabela 水平明显降低，胎盘组织中Elabela 表达也明显下降，这与循环和尿液中Elabela 水平的变化相匹配。推测胎盘中的Elabela 表达下调导致进入循环的Elabela 蛋白减少，这可能是晚发型子痫前期的病因。Li 等[13]发现Elabela 具有降压和正性肌力作用，与之前研究的Elabela 在子痫前期中的作用一致。这些发现提示Elabela 可能作为一种新的临床药物，为子痫前期的预防和治疗提供新的策略。

与既往研究结果不同，Panaitescu 等[8]的研究表明早发型子痫前期患者与正常孕妇（2 组患者孕周匹配）血浆Elabela 水平相似，晚发型子痫前期患者血浆Elabela 水平高于正常孕妇。Huang 等[14]发现妊娠晚期发展为子痫前期的孕妇在妊娠早、中、晚期血液中Elabela 水平均高于同期健康孕妇，但差异无统计学意义，考虑该研究样本量较小，有待扩大样本继续观察。由于混杂因素的存在，目前较难正确解释各研究结果不同的原因，未来可能需要在关注种族、试剂盒、测试环境、样本选择和处理等影响因素的基础上进行深入研究。

3 Elabela 参与子痫前期发病的可能机制

3.1 影响胎盘滋养细胞侵袭任何胎盘功能障碍都可能导致妊娠并发症，例如妊娠期高血压、子痫前期和子痫等。胎盘功能障碍包括滋养细胞迁移和侵袭不足及子宫血管重塑不良。胎盘形成过程中发挥主要作用的是高度侵袭性的胎盘细胞，称为绒毛外滋养细胞。这些细胞源自绒毛细胞滋养细胞，其从增生型转变为侵袭型，通过渗入蜕膜和子宫肌层负责母体螺旋动脉的重塑，建立母亲和胎儿之间的连接。

多种因子通过影响滋养细胞侵袭参与子痫前期的发病。目前采用Transwell 法来评估Elabela 对人类滋养细胞侵袭的影响。在绒毛膜癌JAR 细胞中发现，Elabela 能够增加滋养细胞的侵袭能力。对绒毛外滋养层细胞系HTR-8/SVneo 细胞研究发现，Elabela 在调节人绒毛外滋养层细胞从增生型到侵袭型表型分化中发挥重要作用，可分化为更具侵袭性的表型，增强绒毛外滋养层细胞的侵袭性；接受Elabela治疗后，增殖的绒毛外滋养层细胞的侵袭性明显提高，提示外源性Elabela 能够增加HTR-8/SVneo 细胞的侵袭能力，促进胎盘形成[12，15]。有研究发现敲低HTR-8/SVneo 细胞中Elabela 表达，滋养细胞的侵袭能力明显下降且侵袭相关蛋白表达明显降低，提示Elabela 可能通过影响滋养细胞侵袭参与子痫前期发病[11]。

3.2 影响血管生成血液中Elabela 水平从妊娠早期到妊娠中期逐渐增加，直到分娩前一直保持高水平，对哺乳动物心脏和血管的正常发育具有重要作用。在胎盘中Elabela 主要表达在绒毛的细胞滋养层和合体滋养层，Elabela 表达缺失可损害内皮细胞中的APJ 信号，导致细胞增殖减少、凋亡增加，延迟合体滋养细胞的分化，表现为胎盘缺氧、炎症、胎盘迷路变薄和血管生成障碍[8]。Elabela 对斑马鱼胚胎血管生成起重要作用[16]。为了形成第一条血管，成血管细胞需要移向中线并合并下方的脊索，Elabela 在胚胎血管形成中参与血管的定位，对于内皮细胞和成血管细胞转移至未来血管形成的位置起到关键作用[17]。Liu 等[5]也发现Elabela-APJ 信号通路受体及配体可引导成血管细胞到中线，在血管生成中发挥重要作用。动物缺乏APJ 或Elabela 表现为脉管系统缺损。Elabela-APJ 信号广泛作用于胎儿和成人的心血管系统。该信号参与胎儿心脏和血管的发育，并调节成人的血管张力[18]，具体机制仍不清楚。

Elabela 激活APJ 下游的传导通路可促进血管生成，并增强血管舒张[19]。APJ 信号激活内皮细胞中的PI3K/AKT 通路，诱导一氧化氮（NO）的产生，促进血管扩张和血管新生[5]。血管生成时促进血管生成相关基因上调，尖细胞扩展出丝状伪足决定血管的延展方向，尾柄细胞增殖使新生血管生长和延长[20]，这两种细胞都是新血管形成的重要驱动因素。当Elabela 缺乏时引起尖细胞和尾柄细胞扩张，损害管腔生成和芽体延长，对血管生成起消极作用。Elabela表达的缺失破坏胎盘血管生成，导致胎盘的整体病理改变，小鼠表现为胎盘迷路变薄，血管化降低。也有研究报道Elabela 缺乏可促进胚胎中内皮细胞特异性分子1（endothelial cell-specific molecule 1，Esm1）基因表达，进而导致血管生成缺陷[21]。

3.3 影响母体胎盘灌注不足及相关的缺血/再灌注（I/R）损伤刺激胎盘释放可溶性抗血管生成因子，例如可溶性血管内皮生长因子受体1（soluble fmslike tyrosine kinase-1，sFlt-1）和可溶性内皮糖蛋白（soluble endoglin，sEng），通过NO 和内皮素1 依赖性途径引起广泛的母体血管内皮功能障碍及血管收缩[22]。Ho 等[23]发现怀孕小鼠敲除Elabela 后会出现子痫前期的表现，如高血压、肾小球内皮病变及蛋白尿等，提示Elabela 与母体心血管系统及肾脏损伤有关。

Elabela 在心脏的内皮细胞和血管中大量表达，动物研究表明Elabela 可通过激活心脏组织中的ERK诱导冠状血管舒张，增加心脏收缩力、射血分数和心输出量，降低血压，但其机制与蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）激活无关[24]。Elabela 还可通过下调心脏中血管紧张素转换酶（angiotensin converting enzyme，ACE）的表达来改善心脏功能[25]。小鼠中Elabela 敲除导致内皮损伤和收缩压升高，外源性输注Elabela可降低小鼠的血压并增加心肌收缩力和心输出量，提示Elabela 可有效降低血压，保护心脏[26]。

除了对心血管的保护作用，据报道Elabela 还对肾功能衰竭具有一定的防护作用，其可保护肾脏中的细胞结构[27]。子痫前期患者血清Elabela 水平与蛋白尿的严重程度呈负相关，敲除怀孕小鼠Elabela 后发现肾小球肿胀，毛细血管阻塞，在内皮细胞上有蛋白质和泡状沉积[23]，提示肾脏的损伤与Elabela 有关。

4 结语与展望

Elabela 在子痫前期的发生及发展中发挥重要作用，可能通过影响滋养细胞侵袭、胎盘血管形成、母体心脏和肾脏参与子痫前期的发病。目前尚不清楚子痫前期症状的发展主要是由于胎盘缺陷或母体血管功能障碍还是两者共同作用导致。Elabela 缺乏的小鼠表现出子痫前期的所有特征，子痫前期患者Elabela表达明显降低，需要进一步的研究明确其能否作为标志物进行子痫前期的早期预测和诊断。Elabela 调节滋养层分化、侵袭和胎盘血管生成的机制尚不清楚，其除APJ 外可能还有第二受体，该受体也可能介导Elabela 在胎盘中的特异性抗子痫前期功能。

虽然Elabela 在人类子痫前期中作用的研究还未达到实质性的突破，但动物实验已发现外源性输注Elabela 能显著缓解小鼠子痫前期的症状。针对Elabela-APJ 轴的特定药物的开发可能为子痫前期的治疗提供潜在途径。众所周知，小肽激素如Elabela 可以被蛋白酶裂解并快速降解，如何研发不被降解的Elabela 有待未来进一步研究。