肾素原受体调控妊娠及子痫前期发生的作用机制研究进展

党璇，方兰兰，孙莹璞

(郑州大学第一附属医院生殖与遗传专科医院，郑州 450052)

子痫前期(pre-eclampsia，PE)是妊娠期间特有的严重并发症，全世界发生率约为3%～5%，其定义为妊娠20周后自发出现高血压，且伴有以下任意1项：蛋白尿；其他系统受累，如心、肺、肝、肾等重要脏器受损；子宫-胎盘功能障碍。PE可能会导致自然流产、胎盘早剥、胎膜早破、胎儿生长受限和早产等并发症。其发病机制尚不明确，目前学者认为PE时胎盘螺旋动脉重塑导致胎盘血流灌注减少，氧化应激增加，合体滋养层细胞释放促炎细胞因子、外泌体、抗血管生成因子、胎儿游离DNA等至母体血循环中，引起系统性的炎症反应以及PE的母体症状[1]。

肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system，RAS)在妊娠过程中起着调节血压、水盐平衡的作用，且影响着PE的发生发展。肾素原受体[(pro)renin receptor，PRR]能够激活RAS或其他信号通路，对于维持妊娠时的血容量增加至关重要[2]。PRR及其剪切产物可溶性PRR(soluble PRR，sPRR)在PE患者体内的表达显著升高，可导致患者出现高血压、蛋白尿等临床表现[2-3]。近年来学者们开始关注PRR及sPRR能否作为PE的预测指标，以便疾病及早发现并治疗。因此，本文对PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的表达调控进行综述，为研究PRR及sPRR在PE中的作用提供参考。

一、PRR的生物学特性

1.PRR的结构及亚型：Nguyen等[4]首次从人肾小球系膜细胞中克隆出PRR，也被称为ATP酶氢离子转运附属蛋白2(ATPase H+transporting accessory protein 2，ATP6ap2)，由X染色体上的ATP6AP2基因编码，是一种由350个氨基酸组成的单次跨膜受体，包括N端细胞外结构域、跨膜蛋白和胞内结构域。全长的PRR可以被膜结合转录因子site-1蛋白酶(site-1 protease，S1P)、去整合素样金属蛋白酶19(a disintegrin and metallopeptidase domain 19，ADAM19)或弗林蛋白酶(furin)剪切形成2种产物——N端的细胞外产物sPRR和C端跨膜及细胞质内的产物M8.9，其中sPRR可以分泌到血液和尿液中，结合并激活肾素和肾素原，进而调节RAS[2，5]；M8.9则不与肾素或肾素原相结合，是空泡H+-ATP酶(vacuolar H+-ATPase，V-ATPase)的亚单位，对V-ATPase的装配和发挥功能起重要作用[6]。

2.PRR在胎盘组织的定位及表达调控：PRR作为V-ATPase的辅助因子，广泛存在于哺乳动物组织中。研究发现在女性子宫肌层、蜕膜、羊膜、绒毛膜和胎盘均可以检测到PRR，而在胎盘中PRR主要定位在合体滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞[7-8]。Morosin等[9]对体外培养的人原代胎盘滋养层细胞进行研究，发现其自发合体化时滋养层细胞分泌的sPRR含量降低，而与滋养层细胞PRR表达无显著相关性[10]。

PRR主要通过激活组织RAS或胞内信号通路发挥调节作用。PRR可以和肾素、肾素原相结合，肾素与PRR结合后会显著增加血管紧张素原的催化活性，肾素原与PRR结合后通过暴露催化亚基而非蛋白水解作用，将血管紧张素原剪切，形成血管紧张素(angiotensin，Ang)Ⅰ，Ang Ⅰ在血管紧张素转化酶的作用下转化成Ang Ⅱ[4]。Ang Ⅱ可以与Ang Ⅱ的Ⅰ型或Ⅱ型受体相结合，在胎盘形成过程中发挥促进血管生成、滋养层细胞增殖和侵袭的作用[8，11]。PRR也可以通过不依赖Ang Ⅱ的方式调节细胞内多个信号通路，例如激活细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases，ERK)1/2、活化热休克蛋白(heat shock proteins，HSP)27、激活Wnt/β-catenin信号通路或者维持V-ATPase的表达与活性，这些通路可以通过调节滋养层细胞增殖和分化，参与胎盘形成[12]。Schefe等[13]发现肾素、肾素原与PRR相结合会导致早幼粒细胞白血病锌指蛋白(promyelocytic leukaemia zinc finger，PLZF)从细胞质转运至细胞核中，上调磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)的p85α亚单位，最终抑制PRR表达。

二、PRR及sPRR在正常妊娠中的表达和调控胎盘发育、维持妊娠的机制

1.PRR及sPRR在正常妊娠中的表达变化：妊娠时母体血浆中sPRR含量升高，分娩时脐血中的sPRR含量高于母体血浆[14]。双胎妊娠时母体循环sPRR含量高于单胎妊娠[15]，并且和单绒毛膜双胎相比，双绒毛膜双胎的sPRR含量更高[14]。这表明孕期母体血浆中增加的sPRR来源于胎盘或胎儿，且sPRR在胎儿发育中可能发挥了一定作用。目前，PRR在胎盘中的表达变化尚存在争议。Pringle等[8]发现妊娠早中期(6～16周)胎盘肾素原和PRRmRNA的表达量均高于妊娠晚期(37～41周)，并且二者含量呈正相关。该课题组在随后进行的另一项研究中发现，胎盘肾素原的含量在妊娠早期(10～11周)、中期(14～18周)和晚期(38～40周)逐渐下降，而PRR含量无显著变化，这种表达差异可能与其样本量小以及妊娠早中期取样孕周不同有关[16]。

2.PRR促进胎盘滋养层细胞侵袭和血管重塑：胎盘形成初期，绒毛外滋养层细胞侵入子宫壁，引起螺旋动脉重塑，是胎盘形成的重要过程。妊娠早期，PRR定位在胎盘合体滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞[8]。Morosin等[17]应用腺苷酸环化酶激活剂forskolin诱导绒毛膜癌BeWo细胞合体化后，发现细胞侵袭性增加，敲低PRR基因后，forskolin诱导的细胞侵袭性减弱。Pringle等[8]发现妊娠早期胎盘肾素原和PRR高表达，并且均与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)含量呈正相关。Tamada等[18]发现肾素原可以促进人绒毛外滋养层细胞系HTR8/SVneo细胞的纤溶酶原激活物抑制剂-1(plasminogen activator inhibitor，PAI-1)合成。Lumbers等[19]发现人子宫内膜基质细胞表达丰富的PRR，体外诱导蜕膜化后，内膜基质细胞的肾素原、VEGF和PAI-1表达升高。众所周知，VEGF在胎盘滋养层细胞侵袭、螺旋动脉重塑和血管生成中起了重要调节作用。PAI-1是主要的纤溶酶原激活物抑制剂，在正常妊娠时表达升高，以降低纤溶活性维持母体高凝状态。以上结果表明，妊娠早期时滋养层细胞侵袭达到最大化，局部高水平的肾素原与丰富的PRR相结合，参与调节滋养层细胞的侵袭和血管重塑，以及母体子宫蜕膜的血管生成，从而促进胎盘发育[8]。

3.PRR参与胎盘有氧代谢：胎盘对氧气交换、激素合成、母体和胎儿之间营养和废物运输均发挥着关键作用，其中有氧糖酵解不可或缺。丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase，PDH)是参与有氧糖酵解的一个关键酶。Suda等[20]发现，在人胎盘绒毛膜癌细胞系JAR细胞中PRR高表达，且与丙酮酸脱氢酶β亚单位(PDHB)在线粒体共定位；单纯缺氧并不影响PDHB的表达和活性，而敲低PRR基因后PDHB的表达和活性则受到缺氧的影响而降低。表明胎盘缺氧状态下PRR起着稳定PDHB的作用，进而促进胎盘糖酵解和发育。

4.PRR促进水钠潴留，维持妊娠：妊娠过程中母体血容量会增加，以维持子宫胎盘的血流灌注，适应胎盘发育和胎儿生长。RAS在妊娠期水钠潴留过程中起着调节血压和电解质代谢的重要作用。正常妊娠时，RAS多数成员表达增加，包括肾素、血管紧张素原，以及由此产生的Ang Ⅱ。Ang Ⅱ与Ⅰ型受体结合可以增加细胞内钙离子浓度，促进血管收缩、交感神经兴奋和醛固酮释放，最终引起母体的水钠潴留。Avila-Ramírez等[21]发现在妊娠大鼠的心脏、主动脉和肾脏中，PRR表达增加。Fu等[2]发现大鼠妊娠晚期肾内RAS被激活，肾脏中PRR、控制离子通道合成的关键分子α-上皮钠通道(α-epithelial sodium channel，α-ENaC)表达增加，尿液中sPRR、Ang Ⅱ和醛固酮含量增加，并且出现母体水钠潴留和血容量扩张的表现，而应用PRR拮抗剂后前述表现被抑制。Walter等[22]发现，妊娠大鼠肾脏中α-ENaC水平增加，并且导致孕期肾脏水钠潴留和血容量扩张。这些说明肾脏中的PRR可能通过激活组织RAS和α-ENaC，促进妊娠时水钠潴留和血容量增加。

三、PRR及sPRR在PE中的表达和参与PE发生的作用机制

1.PRR及sPRR在PE中的表达变化：研究发现，在PE患者血循环中sPRR和肾素/肾素原水平升高，且sPRR的增加幅度与高血压的严重程度有关[14-15]。一项前瞻性研究发现，纳入的437名孕早期血压正常的女性，分娩时血浆sPRR浓度越高，越容易发生PE，两者具有显著相关性，且孕早期(<16周)血浆sPRR浓度与孕中晚期血压升高密切相关[15]。这表明孕早期的血浆sPRR水平可以作为后续血压升高的预测指标，而其升高是否可以作为PE的标识及具体的警戒值还有待进一步探究。与正常妊娠女性相比，PE时胎盘中PRR的含量升高，并且收缩压与胎盘PRR的水平呈正相关[3，15，18，23]。然而Sugulle等[24]发现妊娠晚期血浆sPRR和肾素原的水平在PE患者和正常血压妊娠女性之间无显著差异，但是该研究人群为欧洲人，前面所述研究人群为亚洲人，且Nguyen等[25]发现血sPRR含量与种族差异有关，因此可能导致研究结论不一致。

2.缺氧诱导PRR及sPRR表达增加，参与PE发生：正常妊娠时胎盘轻度缺氧可以促进血管生成和胎盘发育，PE时螺旋动脉血流减少导致胎盘氧化应激加重[26]。Kurlak等[27]比较了在海平面以及高海拔(超过3 100米)状态下正常妊娠女性和PE患者胎盘中的PRR表达，发现在高海拔时胎盘PRR表达显著增加，并且在两种海拔时，PE患者胎盘中PRR表达均高于正常妊娠女性。Suda等[20]发现缺氧会诱导JAR细胞内sPRR表达增加，说明缺氧可以增加胎盘滋养层细胞PRR和sPRR表达。

研究发现，miR-625和miR-454在PE胎盘组织中表达下降[28-29]。而miR-625-5p和miR-454-3p参与调节靶基因PRRmRNA的表达。Arthurs等[30]应用不同氧分压(1%、5%和20%)对HTR8/SVneo细胞进行处理，发现在低氧状态下(1%和5%)，miR-625-5p和miR-454-3p表达下降，PRRmRNA 表达上升。Wang等[16]比较早孕期(10～11周)和足月胎盘的miRNA变化，发现miR-625-5p和miR-454-3p在早孕期均显著下调。由此可见，早孕期胎盘处于低氧环境时，缺氧会抑制miR-625-5p和miR-454-3p的表达，上调PRRmRNA表达。说明在PE中的胎盘缺氧状态可能引起miR-625和miR-454的下调，进而促进靶基因PRRmRNA的表达，参与PE发生。

3.PRR及sPRR促进细胞因子和激素的释放，引起炎症反应及内皮损伤：PE时，母体处于炎症反应过度激活状态，伴随多种炎症因子的异常表达。应用HTR-8/SVneo细胞在缺氧条件下模拟PE时的胎盘滋养层细胞，发现肾素或肾素原通过与PRR相结合，促进转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)的合成和分泌[18]。在多种细胞中已证实，sPRR可以促进TGF-β1、白细胞介素(IL)-6和IL-8的释放、激活核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)p65等，导致炎症反应及内皮功能受损[18，31-32]。研究发现这些炎症因子可激活内皮细胞，加重血管内炎症反应，进而影响胎盘螺旋动脉的重塑以及胎盘浅着床，参与PE发病机制[33]。

瘦素是脂肪细胞产生的一种激素，妊娠时胎盘也合成和分泌瘦素，PE时，母体血清和胎盘瘦素水平异常升高[34]。研究发现给予妊娠小鼠瘦素可以导致内皮功能损伤、高血压以及胎儿生长受限[35]。向高脂饮食饲养的小鼠皮下输注sPRR可以刺激瘦素的释放，进而导致血压升高[36]。由此可见，PE时增加的sPRR可能通过影响瘦素合成，加重PE的内皮损伤。

4.sPRR反映肾脏功能受损：PE的一个重要临床表现是肾脏损害，肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)降低。PE时，估算GFR(estimated GFR，eGFR)与血浆sPRR水平呈负相关[3，14]，而与胎盘PRR表达无相关性[3]，表明PE时肾功能受损与血浆sPRR升高有关，与胎盘PRR表达无关。应用竞争性拮抗剂PRO20阻断PRR，或突变PRR的剪切位点导致sPRR无法产生，可以降低血压、抑制肾内RAS，进而减轻蛋白尿、肾小管坏死、间质纤维化、氧化应激和炎症等肾脏损伤[37-38]。可见sPRR水平能够反映PE时的肾脏功能损害，而PRR及sPRR是否参与PE肾脏损伤的病理过程，还有待进一步研究。

四、总结与展望

本文回顾了PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的不同表达及具体的调控机制。PRR和sPRR在正常妊娠中含量增加，而在PE中表达异常升高，提示其可能参与PE发生发展。因受限于疾病动态发展过程中胎盘组织取样困难，目前的研究主要集中在PRR及sPRR表达水平与PE的相关性，尚缺乏深入的机制探讨及治疗靶点的研究。后续研究需进一步证实sPRR是否可以作为PE的标志物、其增加的警戒值以及PRR、sPRR调控PE发生的具体分子机制，为PE早期诊断和治疗提供新的思路，最终改善母胎预后，保障母婴健康。