輸卵管胚胎運輸的調控機制研究進展

王 芳，馬 紅，劉 娣

（黑龍江省農業科學院 畜牧研究所，哈爾濱 150000）

輸卵管妊娠是婦產科常見急癥，嚴重影響人類的生殖健康。而胚胎滯留在輸卵管中被認為是引起異位妊娠的重要原因之一。輸卵管是雌性生殖道的一部分，連接卵巢和子宮，負責將胚胎運輸到子宮中。目前的研究表明，輸卵管的胚胎運輸過程受到多種因素調控，明確這些調控機制對于闡明輸卵管異位妊娠的發病機制及其防治具有重要意義，文章就影響輸卵管的胚胎運輸的調控機制綜述如下。

1 輸卵管的結構

在解剖學上，小鼠的輸卵管結構包括傘部、壺腹部、峽部和宮管結合處四部分［1］。傘部位于輸卵管的最前端，開口朝向卵巢并接收卵巢排出的卵。挨著傘部的膨大部分是壺腹部，位于傘部下面具有相對狹窄腔的部分是峽部，最后面連接峽部和子宮的過度區域是宮管結合處。靠近卵巢側的傘部含有大量具纖毛的細胞。峽部的輸卵管上皮由矮的假復層柱狀上皮組成，大部分是不具纖毛的分泌細胞，可以產生輸卵管液，峽部的分泌細胞數量多于壺腹部。不同物種中輸卵管肌層結構有些差別，一般均具有外部的縱行肌和內部的環形肌［2］。小鼠傘部不存在明顯的肌層，僅有一些細而長的細胞，它們不具備明顯的肌細胞特征。壺腹部肌層很薄，肌層厚度從上至下逐漸增加，到壺腹部下部時分為內部環形肌和外部縱行肌兩層。而峽部具有較厚的肌層，縱行肌和環形肌可以清楚地區別開，其中環形肌占主要部分。在宮管結合處，平滑肌細胞的超微結構和子宮肌層細胞類似，這個區域的環形肌層更厚，可能存在括約肌［3］。

2 輸卵管上皮細胞纖毛的擺動與胚胎運輸

峽部輸卵管中含有發達的平滑肌層和相對較少具有纖毛的上皮細胞，所以纖毛被認為在輸卵管峽部的胚胎運輸中發揮較少的作用。而壺腹部的上皮細胞中含有大量的纖毛，被認為參與卵的運輸。臨床研究發現患有“不動纖毛綜合征”的婦女是不育的［4］。大鼠和兔上的研究結果也表明，壺腹部上皮細胞的纖毛擺動對卵的運輸是非常重要的。輸卵管平滑肌的收縮活性被抑制后，卵仍然能夠運輸，只是運動方式發生了變化，由快速前后擺動轉變為緩慢朝向子宮的單向運動［5］。同樣，大鼠輸卵管的肌肉收縮活性被抑制后，壺腹部的纖毛運輸微球替代物的速度不受影響［6］。但是Dixon等用L 型鈣離子通道阻斷劑尼卡地平抑制輸卵管平滑肌的收縮，得到了不同的結論，他們發現上皮細胞的纖毛擺動不受影響，但胚胎的運輸卻被抑制了［7］。

3 輸卵管肌肉收縮與胚胎運輸

輸卵管的肌肉收縮是調控輸卵管胚胎運輸的重要影響因素。目前的研究表明，類固醇激素、前列腺素、氣體分子和大麻素都參與調控輸卵管肌肉收縮。

3.1 類固醇激素

雌激素（E2）和孕酮（P4）是通過各自的受體發揮作用［8-9］。雌激素受體（ER）和孕酮的受體（PR）在輸卵管中高度表達［10-11］。Gerardo 等的研究表明，輸卵管峽部ERα 缺失后導致胚胎滯留在輸卵管中［12］。E2 對輸卵管胚胎運輸的作用效果因劑量、物種、作用時期等因素而有所不同。在小鼠中，低劑量的E2（1 μg）引起胚胎滯留在壺腹部-峽部連接處，而高劑量的E2（＞1 μg）則會引起胚胎在輸卵管中加速運輸。但是在大鼠中，不同劑量的E2 都會導致胚胎加速運輸，胚胎不會滯留在輸卵管中［13］。此外在注射劑量不變的前提下，注射激素的時期不同又會對輸卵管運輸產生不同的影響。給兔注射人絨毛膜促性腺激素（hCG）之前或注射同時施加E2，會導致胚胎滯留在壺腹部-峽部連接處，而在注射hCG后再注射E2會導致峽部加速運輸胚胎［14］。另外將妊娠第一天大鼠卵巢切除后，血液中孕酮含量迅速下降，輸卵管運輸加速，外源補充孕酮會阻止這種加速作用［15］。此外，和處于發情周期中的大鼠相比，妊娠的大鼠血液中具有更高的P4 含量和更高比例的P4/E2。相應地，胚胎在妊娠大鼠輸卵管中停留的時間比處于發情周期的大鼠長一天［16］。

3.2 前列腺素

前列腺素（PG）是一個二十碳不飽和脂肪酸，它含有兩個脂肪酸側鏈和一個環戊烷。在磷脂酶A2 的作用下，將花生四烯酸從磷脂膜中釋放到基質中，然后在環氧合酶（COX）的作用下形成環內過氧化物PGG2，然后又轉變為PGH2。PGH2在不同的前列腺素合成酶的作用下形成PGE2、PGI2、PGD2、PGF2a和TXA2。這些前列腺素通過相應的受體發揮作用，這些受體分別是EP、IP、DP、FP 和TP，EP又進一步分為EP1、EP2、EP3和EP4四個亞型。前列腺素及其受體在很多物種的輸卵管中表達。馬的輸卵管峽部和壺腹部上皮細胞中高度表達PGE2 的受體EP2 和EP4［17］。人類輸卵管能夠合成大量的PGI 和PGE2，并且輸卵管平滑肌上表達前列環素合成酶（PGIS）和前列環素受體（IP）。添加PGI 的類似物伊洛前列素能夠抑制輸卵管縱行肌和環形肌的活力［18］。小鼠輸卵管中，EP4 和COX1在上皮細胞中表達，而EP2在平滑肌細胞中表達，PGIS在上皮細胞和平滑肌細胞中都表達，同時小鼠輸卵管自身能產生大量的PGI2和PGE［19］。早期在兔上的試驗結果證實，PGE 系列促進輸卵管松弛而PGF 系列促進輸卵管收縮［20］。PGE 和PGF對人類輸卵管的調控效果因輸卵管的部位不同而有所差異。在人類輸卵管的壺腹部-峽部連接處添加PGE2 和PGF2，會增加肌肉收縮，但PGE1使肌肉收縮降低［21］。PGE2抑制人類輸卵管壺腹部縱行肌和環形肌的收縮活性，PGF2a 刺激壺腹部的收縮［22］。

3.3 氣體信號

2014 年，Li 領導的課題組發現一種氣體信號分子硫化氫（H2S）參與調控輸卵管運輸。他們發現，人輸卵管中存在H2S合成的關鍵酶胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）和胱硫醚-β-合成酶（CBS），并且在異位妊娠的人類輸卵管中CSE和CBS含量高于正常妊娠的輸卵管。體外試驗也證明，產生的H2S氣體能夠減緩人類輸卵管的收縮。敲除小鼠CBS導致大量的胚胎滯留在輸卵管中，補充硫氫化鈉可以明顯挽救CBS 敲除后造成的輸卵管胚胎滯留。研究表明，無論H2S信號系統的增強或者減弱都會造成胚胎滯留在輸卵管中，不能正常到達子宮［23］。

除了H2S 外，一氧化氮（NO）是輸卵管分泌的另一種氣體分子。NO是由一氧化氮合成酶（NOS）以L-精氨酸作為底物合成的。NOS 有三個亞型，分別是nNOS、iNOS 和eNOS。nNOS 和eNOS 呈組成性表達，而iNOS 是在免疫分子、氧化壓力或者炎癥刺激等因素的誘導下表達的，并且iNOS 表達的增加會導致產生大量的NO［24-25］。大鼠和人類的輸卵管上皮細胞中表達的NOS 有三種亞型：nNOS、eNOS 和iNOS，人輸卵管的峽部和壺腹部的平滑肌細胞中僅表達iNOS［26-27］。研究表明，在人類輸卵管的峽部組織中添加NO 合成抑制劑LNAME 后，輸卵管的收縮活性增強；而添加NO 供體L-精氨酸后，人輸卵管的收縮能力先瞬間加強隨后降低［28］。大鼠的體內試驗也證實NO 對輸卵管有松弛作用，在卵巢囊中注射NOS 抑制劑可以使輸卵管收縮從而加速胚胎運輸［29］。但在牛輸卵管上的研究卻得到不同的結論，添加NO 后供體L-精氨酸或者NO 抑制劑L-NAME 對于牛輸卵管的收縮沒有明顯效果［30］。

3.4 大麻素

AEA和2-AG是主要的內源大麻素，它們主要通過大麻素受體CB1和CB2發揮作用［31］。內源大麻素系統的平衡很重要，大麻素信號的沉默或者增強都會破壞輸卵管肌肉的收縮和舒張的協調，從而導致胚胎滯留在輸卵管中。據報道，小鼠中敲除CB1 和CB2 導致大麻素系統沉默，引起大量胚胎滯留在輸卵管中。CB1 和α1、β2 腎上腺素受體共定位表達，都在小鼠輸卵管峽部區域的肌層中表達。補充β腎上腺素受體激動劑異丙腎上腺素可以挽救由于敲除CB1造成的輸卵管胚胎滯留問題。而另一方面野生型小鼠持續暴露在AEA類似物中導致大麻素系統增強還會導致大量的胚胎滯留在輸卵管中［32］。

4 輸卵管液與胚胎運輸

胚胎在運動時是漂浮在輸卵管中的，所以輸卵管液的流動對于胚胎運輸的影響也是不可忽視的。輸卵管液來自于血漿的滲出和上皮細胞的分泌作用。小鼠中，在峽部的上三分之一部分和壺腹部-峽部連接處的單向推動作用下，輸卵管液從峽部向壺腹部流動，最終通過卵巢囊上面的孔隙進入腹膜腔，輸卵管液的這種朝向卵巢的流動對于受精反應是非常有利的［33］。另外，排卵后的卵丘-卵母細胞復合物在纖毛擺動的驅使下朝向子宮運動，但是卻被朝向卵巢方向的輸卵管液阻止在壺腹部-峽部連接處。早期的研究顯示，隨著卵細胞從壺腹部運輸到峽部的過程，輸卵管液的體積減小［34］，這對于胚胎通過壺腹部-峽部連接處、朝向子宮運動具有重要意義。然而輸卵管液的調控機制仍然不清楚，最近來自Enrica Bianchi 等的研究揭示了輸卵管液調控輸卵管胚胎運輸的分子機制。研究表明，G 偶聯蛋白Adgrd1 表達于輸卵管上皮細胞，被位于卵丘細胞表面的Plxdc2 激活后，可以減少輸卵管液的產生，從而幫助胚胎通過壺腹部-峽部連接處。敲除Adgrd1后，輸卵管液的流向紊亂，導致胚胎滯留在輸卵管中［35］。

5 胚胎狀態對輸卵管胚胎運輸的影響

早期的研究表明，胚胎的狀態會影響輸卵管的運輸速度。在早些階段，科學家研究了蝙蝠和馬，發現這兩個物種中受精卵和未受精卵運輸情況是不同的，未受精的卵常常留在輸卵管中，只有受精卵能進入子宮［36-37］。Croxatto領導的研究小組在研究大鼠、小鼠和倉鼠輸卵管的運輸情況時發現，這些物種中受精卵和未受精卵最后均能進入子宮，但是速度不同。小鼠和倉鼠中，受精卵比未受精卵更快進入子宮。而大鼠受精卵和未受精卵在輸卵管中的運輸速度是相似的，但是將倉鼠受精卵和未受精卵移植到假孕第一天大鼠的輸卵管后，受精卵比未受精卵更快進入子宮［38-40］。但是，這些不同狀態的胚胎在輸卵管中運輸速度差異的分子機制一直不清楚。近年來的研究表明輸卵管和胚胎并不是孤立的，二者之間存在緊密的相互對話［41］。大鼠輸卵管中產生的腎上腺髓質素能夠增加纖毛擺動，抑制輸卵管收縮［42］，牛輸卵管中產生的腎上腺髓質素能夠增加輸卵管液的流動速度［43］。反過來，輸卵管中存在的精子也能夠增加輸卵管分泌的腎上腺髓質素含量［42］。

6 小結

輸卵管的胚胎運輸是一個復雜的過程，很多因素參與其調控過程。目前的研究揭示了纖毛的擺動、肌肉收縮、輸卵管液的流動和胚胎的狀態都會影響胚胎在輸卵管中的運輸，但是這些因素影響輸卵管胚胎運輸的具體分子機制仍然不清楚。相信隨著輸卵管運輸機制的逐漸明晰，會給輸卵管異位妊娠的治療提供新思路。