血清松弛素\\彈性纖維及elafin與女性盆底功能障礙性疾病

[摘要] 盆腔臟器脫垂危險(xiǎn)因素主要是支持盆底器官的盆底肌肉組織結(jié)構(gòu)和功能異常。最近有關(guān)盆底支持組織的成分和基因改變的研究倍受關(guān)注。血清松弛素具有松弛盆腔韌帶的作用，盆底支持組織中結(jié)締組織的主要成分是細(xì)胞外基質(zhì)，包括彈性纖維、彈性蛋白等，elafin作為彈性蛋白酶抑制因子，可維持上皮細(xì)胞的完整性。彈性纖維的代謝及相關(guān)成分的改變會(huì)引起組織彈性降低，使盆底支持結(jié)構(gòu)薄弱。本文將彈性血清松弛素、彈性纖維及其相關(guān)成分，elafin在盆底功能障礙性疾病發(fā)病機(jī)制中作用的研究結(jié)果做一綜述。

[關(guān)鍵詞] 松弛素; 彈性纖維; 彈性蛋白; elafin; 盆底功能障礙性疾病

[中圖分類號(hào)] R711 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701(2010)13-15-03

Serum Relaxin，Elastic Fiber and Elafin and Female Elvic Floor Dysfunction

GAO Dehong WANG Xi ZHANG Jing LI Yunpeng

Daqing Subsidiary Longnan Fifth Hospital，Daqing 163453，China

[Abstract]The major risk factors for pelvic organ prolapsed，when the pelvic floor muscles support the pelvic organs，tissue structure and function abnormalities.Recent pelvic floor to support the organization and genetically modified ingredients research drawn greater attention.Serum relaxin has a role in relaxation of pelvic ligaments，Pelvic floor to support the main component of connective tissue is the extracellular matrix，including the elastic fibers，elastin，etc.，as elastase inhibitor elafin，we can maintain the integrity of epithelial cells. Elastic fiber and associated components of the metabolic changes might lead to organizational flexibility to reduce，weak pelvic floor support structures to promote.Therefore，this paper will be flexible in serum relaxin，elastic fiber and associated components，elafin in pelvic floor dysfunction，the role of disease pathogenesis be done to review the findings.

[Key words]Relaxin; Elastic fiber; Elastin; Elafin; Elvic floor dysfunction

女性盆底功能障礙性疾病(female elvic floor dysfunction，F(xiàn)PFD)包括一組因盆腔支持結(jié)構(gòu)缺陷或退化、損傷及功能障礙造成的疾病。以盆腔器官脫垂(elvic organ rolase，POP)、女性壓力性尿失禁(stress urinary incontinence，SUI)和生殖道損傷為常見問題。彈性纖維是細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的組成成分，主要由成纖維細(xì)胞、大動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞、彈性軟骨的軟骨細(xì)胞等產(chǎn)生，彈性蛋白作為構(gòu)成彈性纖維的主要成分，賦予組織器官彈性。其影響因子-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor beta，TGF-β)和fibulin-5(又稱develoing arteries and neural crest EGF-like rotein，DANCE)從分子水平揭示了其在彈性蛋白表達(dá)中的調(diào)控作用。本文著重從血清松弛素、彈性纖維、彈性蛋白及elafin探討FPFD的發(fā)病機(jī)制。

1 血清松弛素

松弛素(relaxin，Rlx)最早是妊娠中發(fā)現(xiàn)的，可能改善孕婦血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。Rlx在體內(nèi)分布廣泛，是參與多種功能調(diào)節(jié)的活性多肽，具有先兆的抗纖維化作用，抑制成纖維細(xì)胞的增生、分化及活化，抑制膠原的合成和沉積，促進(jìn)間質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)的膠原降解。松弛素是肽類激素家族成員之一，這一家族由7個(gè)基因所編碼，包括RLN1-3，以及胰島素樣基因INSL3-6。最近研究發(fā)現(xiàn)，在骨骼肌撕裂性損傷后，局部給予松弛素可以抑制纖維化、促進(jìn)膠原纖維再生[1]。松弛素是內(nèi)源性肽類物質(zhì)，有促進(jìn)血管生成、創(chuàng)傷愈合等作用，改善纖維化組合的膠原沉積。國內(nèi)外學(xué)者的研究表明，Rlx促進(jìn)前列腺癌[2]、子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展，可能是一個(gè)新的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)基因[3]。

2 彈性纖維

彈性纖維是ECM中的一個(gè)組成部分，它賦予組織以伸縮性和可逆的變形能力，其存在于哺乳動(dòng)物的每個(gè)器官中。皮膚和腱的彈性纖維由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生，在大血管則由平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生。這些組織來源的彈性蛋白在形態(tài)和生化特征上較為一致，被稱為I型彈性蛋白;耳、會(huì)厭和喉軟骨等的彈性軟骨組織是彈性組織的特化形式，這些組織來源的彈性蛋白被稱為Ⅱ型彈性蛋白。彈性纖維包含兩種組分:均質(zhì)狀物質(zhì)和微原纖維。均質(zhì)狀物質(zhì)即彈性蛋白(elastin)，它是一種橡膠樣的彈性體，為無定形;微原纖維即原纖維蛋白微原纖維(fibrillin microfibril，F(xiàn)MF)，其是由結(jié)構(gòu)糖蛋白排列組成，包裹在均質(zhì)狀物質(zhì)周圍。微原纖維先于彈性蛋白出現(xiàn)，對(duì)于彈性蛋白分子組裝成彈性纖維具有組織作用[4]。

盆底支持組織的衰弱與PFD的發(fā)生密切相關(guān)，彈性纖維作為調(diào)節(jié)支持組織力學(xué)特性的關(guān)鍵成分，其含量和代謝活性的變化近年來逐漸引起研究者的重視。Liu等[5]研究表明，賴氨酰氧化酶樣蛋白1(1ysyloxidase-like-1，LOX1)催化彈性蛋白的交聯(lián)而使之在基質(zhì)中沉積。妊娠過程中陰道壁組織出現(xiàn)動(dòng)態(tài)改變，LOX1表達(dá)下降，使彈性纖維的交聯(lián)受阻，形成不穩(wěn)定的彈性纖維，易于斷裂分解。LOX1的缺乏引起生殖組織在分娩后不能重新補(bǔ)足彈性纖維，因此導(dǎo)致POP。彈性纖維的降解主要由彈性蛋白酶(elastase)催化。彈性蛋白酶是一種肽鏈內(nèi)切酶，也屬于一種絲氨酸蛋白酶，廣泛存在于哺乳動(dòng)物的各種組織和體液中。彈性蛋白原在生理?xiàng)l件下能被許多蛋白酶，如人中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶(human neutrohil elastase，HNE)、胰蛋白酶分解。近年來Chen等研究絕經(jīng)前女性SUI患者陰道組織中的HNE和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)活性，結(jié)果表明，由于HNE、MMP活性增加，SUI組患者的盆底組織促彈性組織離解活性增強(qiáng)。由此提示彈性纖維的合成代謝在陰道壁的重建和恢復(fù)中作用顯著，同時(shí)合成過程中的相關(guān)成分缺失及降解過程中酶的活性增強(qiáng)，不可避免地造成了PFD的發(fā)生。

3 彈性蛋白

彈性蛋白是彈性纖維的主要成分，影響彈性纖維蛋白表達(dá)的相關(guān)細(xì)胞因子在彈性蛋白表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，其調(diào)控作用的發(fā)生是多水平、多層次的，且與產(chǎn)生彈性蛋白的細(xì)胞種類及其分化狀態(tài)、細(xì)胞周期等因素有關(guān)。與PFD關(guān)系最為密切的兩個(gè)細(xì)胞因子:TGF-β和fibulin。TGF-β是一組多功能的生長(zhǎng)因子，有促進(jìn)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和ECM合成的作用，其分為TGF-βl、β2、β3亞型，各亞型功能不完全相同。Carrington等[6]分別用不同濃度的各亞型對(duì)創(chuàng)傷角膜進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果只有TGF-β1增加基質(zhì)再生，增加角膜細(xì)胞增殖，且是惟一促進(jìn)成纖維母細(xì)胞分化的亞型，故TGF-βl與彈性纖維的增加和ECM的增生關(guān)系最為密切。Neumann等[7]通過實(shí)時(shí)熒光聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT- PCR)方法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TGF-β2的增多可使彈性蛋白的總RNA含量增加。由此可見，TGF-β可作用于組織的成纖維細(xì)胞，促使其合成彈性蛋白為主的ECM成分，從而促進(jìn)組織的彈性和韌性。Fibulin-5是ECM蛋白fibulin家族中的最新成員，為一含448個(gè)氨基酸的糖蛋白。Fibulin-5廣泛分布于富含彈性蛋白的組織，能直接與原彈性蛋白結(jié)合，并將后者錨于細(xì)胞表面，這對(duì)形成彈性纖維十分關(guān)鍵。Tsuruga等[8]研究表明，fibulin-5僅存在于分泌原彈性蛋白的細(xì)胞中，并隨原彈性蛋白基因的表達(dá)而表達(dá)。且當(dāng)原彈性蛋白mRNA表達(dá)降低時(shí)，fibulin-5 mRNA表達(dá)也降低，這表明fib-lin-5的基因表達(dá)可能直接或間接地受原彈性蛋白基因表達(dá)的調(diào)控，其對(duì)彈性蛋白的生成十分關(guān)鍵。

Takacs[9]等運(yùn)用RT-PCR方法檢測(cè)伴有或無陰道壁脫垂患者陰道前壁組織中fibulin-5的mRNA水平及蛋白表達(dá)情況。結(jié)果顯示，有陰道壁脫垂患者fibulin-5表達(dá)明顯低于無陰道壁脫垂者。Rahn等[10]進(jìn)一步研究了fibulin-3缺如的小鼠盆底支持器官情況，發(fā)現(xiàn)26.9% fibulin-3缺如的小鼠隨著年齡的增長(zhǎng)，其陰道、會(huì)陰、直腸脫垂逐漸發(fā)生，且不管小鼠是否發(fā)生脫垂，fibulin-5在陰道組織中的表達(dá)隨著年齡的增長(zhǎng)而減少。結(jié)果表明fibulin-3、fibulin-5在維持盆底支持器官中十分重要。Fibulin表達(dá)的變化可能在POP中起著關(guān)鍵性的作用。

elafin基因位于20q12~q13，約2.3 kb，屬于“train”家族，編碼的多肽含有117個(gè)氨基酸，其C末端富含絲氨酸的4個(gè)二硫鍵結(jié)構(gòu)組成，起抗彈性蛋白酶的作用，N末端由可變數(shù)目的6肽重復(fù)結(jié)構(gòu)組成，作為谷氨酰轉(zhuǎn)移酶底物的錨狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得大部分elafin表達(dá)產(chǎn)物通過共價(jià)鉸鏈與細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白組分(如層粘蛋白)以及上皮細(xì)胞膜覆蓋型連接，從而使細(xì)胞外基質(zhì)和上皮細(xì)胞免受彈性蛋白酶的破壞溶解[11]。elafin的轉(zhuǎn)錄激活具有細(xì)胞專一性，且在天然免疫中具有免疫調(diào)節(jié)作用。elafin的表達(dá)受人中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶(human neutrohil elastase，HNE)、白細(xì)胞介素1B(IL 1B)和腫瘤壞死因子等調(diào)節(jié)[12]。Elafin、角蛋白16、XVII型膠原和lakohilin 1始終被鑒定為上調(diào)的細(xì)胞外基質(zhì)基因，蛋白質(zhì)印跡法、競(jìng)爭(zhēng)性定量PCR和免疫熒光細(xì)胞染色法證實(shí)，elafin在骨盆成纖維細(xì)胞中表達(dá)[13]。Chen等[14]又研究絕經(jīng)前女性SUI患者陰道組織中的HNE和MMP活性，其中HNE可上調(diào)elafin基因表達(dá)。結(jié)果表明，由于HNE活性增加和胰蛋白酶抑制物(ATT)表達(dá)減少使得在分泌期SUI組的盆底組織促彈性組織離解活性增加。與MMP-2相比，HNE是彈性蛋白酶活性更重要的調(diào)節(jié)物。彈性蛋白酶特異性抑制物elafin是天然內(nèi)源性抑制物，處于低水平表達(dá)狀態(tài)，而在SUI陰道組織中其基因高表達(dá)，尤其是與HNE的相互作用在對(duì)SUI盆底支持組織中彈性纖維的質(zhì)和量可能有影響，值得進(jìn)一步研究。

綜上所述，彈性纖維的重塑及其相關(guān)成分的變化對(duì)維持女性盆底結(jié)構(gòu)和功能的完整起著非常重要的作用。目前多數(shù)對(duì)彈性纖維的研究主要局限于肺和大動(dòng)脈，而對(duì)PFD患者盆底支持組織中有關(guān)彈性纖維的研究相對(duì)較少，尚未能深刻揭示其潛在的分子機(jī)制。故進(jìn)一步研究女性PFD中彈性蛋白基因或蛋白的表達(dá)變化及分子機(jī)制，對(duì)該類疾病的防治具有重要意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Negishi S，Li Y，Usas A，et al. The effect of relaxin treatment on skcletal muscle injuries[J]. Am J Sports Med，2005，33(12):1816-1824.

[2] Feng S，Agoulnik IU，Bogatcheva NV，et al. Relaxin romotes rostate cancer rogression[J]. Clin Cancer Res，2007，13(6):1695-1702.

[3] Hombach Klonisch S，Bjalek J，Trojanowicz B，et al. Relaxin enhances the oncogenic otential of human thyroid carcinoma cells[J]. Am J Pathol，2006，169(2):617-632.

[4] Lemaier R，Bayle J，Mecham RP，et al. Micorfibril-associated MAGP-2 stimulates elastic fiber assembly[J]. J Biol Chem，2007，282(1):800-808.

[5] Liu Xiao-qing，Zhao Yun，Pawlyk B，et al. Failure of elastic fiber homeostasis leads to pelvic floor disorders[J]. Am Pathol J，2006，168(2):528.

[6] Carrington LM，Albon J，Anderson I，et al. Diferential regulation of key stages in early corneal wound healing by TGF-B isoforms and theirinhibitors[J]. Invest Ohthalmol Vis Sci，2006，47(5):1886-1894.

[7] Neumann C，Yu A，Welge LU，et al. The effect of TGF-β2 on elastin，tye VI collagen，and comonents of the roteolytic degradation system in human otic nelVC astrocytes[J]. Invest Ohthalmol Vis Sci，2008，49(4):1464-1472.

[8] Tsuruga E，Yajima T，Irie K. Induction offibulin-5 gene is regulated by trooelastin gene，and correlated with trooelastin accumulation in vifrol[J]. Int J Biochem Cell Biol，2004，36(3):395-400.

[9] Takacs P，Nassiri M，Viciana A，et al. Fibulin-5 exression is decreased in women with anterior vaginal wall rolase[J]. Int Urogynecol J，2009，20:207-211.

[10] Rahn DD，Acevedo JF，Roshanravan S，et al. Failure of elvic organ suort in mice deficient in fibulin-3[J]. Am J Pathol，2009，174(1):206-215.

[11] Schalkwijk J，Wiedow O，Hirose S. The train gene family:proteins defined by an N-terminal transglutaminase substrate domain and a C- terminal four-disulphide core[J]. Biochem J，1999，340(Pt3):569-577.

[12] Reid PT，Marsden ME，Cunningham GA，et al. Human neutrophil elastase regulates the expression and secretion of elafin(delastase-specific inhibitor)in type Ⅱ alveolar epithelial cells[J]. FEBS Lett，1999，457(1):33-37.

[13] Chen B，Wen Y，Zhang Z，et al. Microarray analysis of differentially expressed genes in vaginal tissues from women with stress urinary incon- tinence compared with asymptomatic women[J]. Hum Reprod，2006，21(1):22-29.

[14] Chen B，Wen Y，Yu X，et al. The role of neutrohil elastase in elastin metabolism of pelvic tissues from women with stress urinary incon- tinence[J]. Neurourol Urodyn，2007，26(2):274-279.

(收稿日期:2010-03-10)