NOTCH信號通路 在滋養細胞浸潤及胎盤血管重鑄中的研究進展

魯 蕃，孫曉彤*，何西彥，楊莉莉

（1.甘肅中醫藥大學臨床醫學院，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省人民醫院產科，甘肅 蘭州 730000）

妊娠期高血壓是一種常見的孕期并發癥，同時也是引起子癇及子癇前期(preeclampsia，PE)的重要因素，PE發病率約為6%～10%[1]。PE的危害性較大，會影響妊娠結局，增加產婦及圍產兒死亡率，然而盡管近年來醫學技術取得了重大突破，然而對PE的發生機制仍尚未完全闡明。大量的研究已經證實，NOTCH信號通路在胚胎發育中起到了重要作用，在子癇前期的發生和發展中亦起到了重要的調節作用[2-3]。目前普遍認為NOTCH表達失衡會加劇胎盤血管生成發育不足和胎盤血液循環障礙，與子癇發生發展具有密切的相關性，其中國內學者張展等[4]在研究中指出，NOTCH蛋白在正常胎盤組織中表達顯著，其中絨毛外滋養細胞細胞質及血管內皮細胞細胞質中NOTCH表達水平更高。趙先蘭等[5]同樣證實，NOTCH蛋白會在胎盤組織中表達，并推測NOTCH信號通路中的 NOTCH1、Jagged1可能參與了子癇前期的發生與發展。曹衛平等[6]則認為子癇前期可能是由于受NOTCH/NOTCH配體影響的Th17/Treg失衡所致。然而，雖然關于NOTCH與子癇前期的研究眾多，但仍無統一定論，有待在今后進一步確證。

1 NOTCH信號通路概述

1914年，NOTCH基因在果蠅體內被首次發現，基因部分功能缺陷會導致果蠅翅膀邊緣一處缺刻（NOTCHES），故而得名[7]。NOTCH信號通路可調控細胞內多個生命進程[8-10]，在無脊椎動物以及哺乳動物中均有表達，屬于進化上十分保守的跨膜受體蛋白家族。NOTCH信號通路由多個部分組成，包括靶基因、受體、配體、DNA結合蛋白，通過細胞與細胞之間的相互接觸，來激活參與機體內的多個生理和病理過程。

1.1 NOTCH受體

NOTCH受體在信號通路中發揮著關鍵作用，現階段共發現哺乳動物中存在4大類NOTCH基因，并以此被編碼為NOTCH 1～4受體。NOTCH結構主要分為胞內域、跨膜域和胞外域。其中胞內域具有轉錄活性，由4個保守區域組成，分別為錨蛋白轉入激活區、RAM 區、PEST 序列；胞外域主要是負責配體結合和激活，胞外域的結構相對復雜，胞外域由表皮生長因子序列＋富含半胱氨酸的lin NOTCH重復序列共同組成。

1.2 NOTCH配體

近年來，隨著人們對NOTCH配體認識的逐漸加深，我們越來越認識到不同物種之間的NOTCH配體存在明顯差異，比如果蠅中的NOTCH配體包括Serrate 和Delta ，線蟲中則為Lag -2，而哺乳動物中則為Delta-like和Jagged，其中Delta -like（DLL）與果蠅中的Delta高度同源，且Deltalike又分為Delta-like1（DLL 1）、Delta -like（DDL 3）、Delta-like（DLL 4）等五種，Jagged與Serrate同源，又分為Jagged1和Jagged2，不同配體的作用不同[11-12]。目前子癇前期NOTCh信號通路中關于DLL4、Jagged1和Jagged2等配體的研究最多。

1.3 DNA結合蛋白與靶基因

CSL屬于DNA的結合蛋白，CSL為縮寫單詞，分別取自CBF1、Su(H)、Lag-1的首字母縮寫。CBF1、Su(H)、Lag-1則分別代表在哺乳動物、果蠅和線蟲中Nocth的效應分子[13]。CSL與NICD結合形成CSL-NICD復合體,同時與核內特定的DNA序列--GTGGGAA序列結合,進而激活靶基因的表達。NOTCH信號的靶基因為堿性螺旋-環-螺旋類BLHL轉錄因子家族，常見如HEY1、HEY2、HeyL等，HEY1、HEY2、HEYL及其相關蛋白在基因轉錄和細胞周期的調控中均發揮著重要作用。

1.4 NOTCH信號通路的經典途徑

NOTCH信號通路的經典途徑（CBF-1非依賴途徑）目前仍未取得突破性進展，并且關于該方面的報道較少，因此本文未對該方面的研究進展進行總結。NOTCH信號通路的經典途徑為CBF-1/RBP-Jκ依賴途徑[14]。首先DNA結合蛋白與核基質蛋白（MINT）、KyoT2等組成轉錄抑制復合物，在與NICD結合后，進一步解離釋放MINT、KyoT2，并募集SKIP蛋白等共激活分子，共同組成轉錄激活復合物，激活靶基因轉錄后，發揮生物學效應。

2 NOTCH信號通路的表達情況及可能的作用機制

2.1 NOTCH信號通路與子宮螺旋動脈重鑄

2.1.1 子癇前期與內皮功能障礙密切相關

滋養細胞可釋放可溶性的血管活性物質，如血管內皮生長因子受體1（sFlt-1）和可溶性Endoglin等，上述因子可進一步激活全身小血管的內皮細胞，導致內皮細胞損傷。而內皮祖細胞（EPC）具有內皮修復的能力，DLL4/NOTCH信號通路可能在體外作為EPC介導的血管發生的抑制劑，也是促進PE患者血管生成的潛在目標[17]。一項體外研究認為，NOTCH受體信號傳導可在體外控制人血管平滑肌細胞（hVSMC）分化，NOTCH可通過體外激活CBF-1/RBP-Jκ依賴性途徑促進hVSMC表型改變，而血管平滑肌細胞（VSMC）表型調節是血管病理學發生的關鍵因素[15]，因此推測NOTCH信號通路在子宮螺旋動脈生理、病理學改變中發揮了重要作用。γ干擾素同樣可破壞平滑肌細胞的完整性，引起內皮損傷，且DLL 1和DLL 4均參與uNK細胞表面NOTCH受體相互作用誘導γ干擾素分泌，另外由于NOTCH 1和NOTCH 2表達于uNK細胞，而DLL 1表達于螺旋動脈周圍的母體細胞，因此可以進一步推測DLL 1可能參與調解母體細胞中的NOTCH信號通路活性，誘導EVTs侵襲前γ干擾素的分泌和血管平滑肌的破壞[16]。然而雖然可以證實NOTCH信號通路表達失衡在動脈重鑄異常起到了關鍵作用，但作用機制尚無可靠的臨床研究來進一步確證，目前仍屬于猜想階段

2.1.2 絨毛細胞與血管生成密切相關

Hofbauer細胞和細胞滋養層細胞可通過分泌生長因子來誘導血管生成，而NOTCH 2-4在絨毛間質Hofbauer細胞上的表達及配體在內皮細胞上的表達，臨近的內皮細胞通過與Hofbauer細胞接觸，或可通過NOTCH信號通路來實現細胞之間的通信。DLL 4在NOTCH配體中屬于具有血管內皮細胞特異性的配體，DLL 4下調可以減少血管出芽長度，抑制血管生成，而在缺氧的環境中DLL-4水平則會被上調。在重度子癇前期患者中，合體滋養層細胞和臍動脈血管平滑肌細胞中DLL 4表達上調，此時或有助于促進胎盤血管生成。有研究指出，PE患者表達較高水平的NOTCH受體（1-4）和配體DLL 4，而Jagged 1-2的NOTCH配體低得多[18]。另外NOTCH家族中的DLL 1、Jagged 1、NOTCH 1同樣在三級絨毛內皮細胞中有所表達，或許也可以從側面反映NOTCH家族與胎盤血管發生有一定的相關性。部分PE患者胎盤中的NOTCH蛋白和VEGF表達下降，下調NOTCH蛋白或許可能會減少VEGF 的表達，從而影響滋養細胞侵襲和血管生成，導致子癇前期等妊娠疾病。

2.2 NOTCH信號通路與滋養細胞浸潤不足

滋養細胞信號傳導能夠調節細胞分化、遷移和侵襲能力，滋養細胞可通過促進多重生長因子、粘附分子等對滋養細胞的侵襲浸潤能力進行調節，影響胚胎的著床與發育，但滋養層細胞侵入子宮內膜的過程容易受到多種因素影響，其中血管內皮生長因子、內皮生長因子、成纖維細胞生長因子、基質金屬蛋白酶等均在滋養細胞分化、增生、遷移、侵入等環節發揮了重要作用。目前普遍認為妊娠早期滋養細胞對子宮內膜侵入過淺、子宮螺旋動脈重鑄障礙、胎盤淺著床等是引起胎盤功能障礙的重要生理改變。現有的動物實驗已經證實，NOTCH信號通路能夠影響小鼠胎盤滋養細胞浸潤[19]。而國內學者也在相關的臨床研究中證實缺氧會導致Jag 1表達減少，NOTCH信號激活減少[20]，這可能會在一定程度上造成滋養細胞分化障礙，降低滋養細胞的侵襲能力，可能會導致胎盤潛著床，胎盤進而發生缺血缺氧，誘發子癇前期等疾病。

3 結 論

PE患者胎盤的主要病理表現為滋養細胞侵入內膜過淺以及子宮螺旋小動脈生理性血管重塑障礙，因此滋養層細胞浸潤和小動脈血管重塑一直是NOTCH信號通路研究的重點方向。然而現階段關于NOTCH家族的表達以及在子癇前期中的作用機制研究仍然不夠深入，目前多數研究停留在胎盤組織中的表達研究，未對NOTCH信號通路的調控因子、上下游信號途徑等關鍵性問題進行深入探討，相信隨著今后臨床研究的進一步深入，我們也將更加清晰的了解子PE發病機制以及NOTCH信號通路在子癇前期發生和發展中的作用，從而為PE的診斷和治療提供可靠的依據，全面提升圍產期產婦及圍產兒的預后。