外泌體在子癇前期胎盤局部免疫平衡中的作用

烏永嘎 夏書琴

1.內蒙古醫(yī)科大學研究生院，內蒙古臨床醫(yī)學院(呼和浩特，010110)；2.內蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院

子癇前期(PE)是妊娠期特有的涉及多器官和系統的疾病，其主要特點是妊娠期間出現新發(fā)高血壓，對多器官系統造成損害等，全球約8%的孕婦受到該病的影響[1]。雖然PE的癥狀和體征通常要到妊娠的后期才會顯現出來，但這種疾病起源于胎盤形成時期。PE胎盤形成與母體免疫適應不足或對同種異體抗原耐受不足有關[2-3]。有研究通過大鼠胎盤缺血模型證實了免疫失衡在介導PE病理生理學方面的作用，可能有益于治療PE[3]。母體的免疫系統在妊娠期間經歷了各種各樣的生理變化，包括蛻膜免疫細胞動員、再分布和局部極化[4]和全身普遍免疫抑制狀態(tài)等[5]。胚胎植入后，合胞滋養(yǎng)細胞(STB)包圍了大部分的絨毛膜絨毛，防止胎兒與母體血液直接接觸[6]。STB產生多種免疫調節(jié)因子，這些因子也有助于母體免疫耐受。胎盤STB已被證明能持續(xù)釋放外泌體進入母體循環(huán)，外泌體被證實可作為細胞間信使，參與抗原呈遞、信號傳導并介導各類免疫反應[7]。

1 外泌體概述

細胞外囊泡(EV)是由細胞器膜或細胞膜形成的，根據其亞細胞來源主要包括外泌體、微泡和凋亡小體[8]。外泌體是穩(wěn)定的脂質雙分子層泡膜，直徑約40～100 nm[8]。外泌體可以轉運和傳遞脂質、蛋白質、核苷酸和其他生物活性成分，這些信號分子在細胞內與細胞膜融合后從細胞中釋放出來,在受體細胞中引起基因表達改變、表型反應和功能改變[8-9]。目前普遍認為胎盤源性外泌體(pEXO)主要通過胎盤外泌體的數量和內容物含量的變化和對母體免疫耐受的影響參與PE發(fā)病機制[10]。

2 子癇前期與外泌體

2.1 子癇前期外泌體

妊娠6周時，外泌體可以在母體循環(huán)中被監(jiān)測到，證明在早孕期外泌體可以作為無創(chuàng)傷的生物標記物，可能會為PE的治療提供新的思路[11]。McElrath等[12]得出結論，妊娠12周時與循環(huán)EV相關的蛋白質可預測早期PE的總體風險。Levine等[13]發(fā)現，母體血漿中表達合胞素-1(Syncytin-1)的EV圖譜可能作為PE胎盤組織特異性生物標記物。

微小RNA(miRNA)是在PE非編碼分子中占主導地位的一類非編碼RNA。已經證實，在早發(fā)型子癇前期(EOPE)和晚發(fā)型子癇前期(LOPE)的循環(huán)外泌體中存在不完全相同的miRNA圖譜，這意味著外泌體衍生的miRNA是與PE相關的關鍵因素。一些外泌體包裹的miRNA是PE的潛在標記物，如外泌體包裹的miR-136和miR-495[14]。Hromadnikova等[15]發(fā)現，miR-517-5p、miR-520a-5p、miR-525-5p在胎兒生長受限和PE患者中下調，這些miRNA在母體血漿外泌體表達譜的情況下，對胎兒生長受限、妊娠高血壓和PE的預測價值高。Li等[16]報告，從PE婦女血漿中提取的EV表現出miR-153-3p，miR-222-3p，miR-224-5p，miR-325，miR-342-3p，miR-532-5p，以及miR-653-5p圖譜不同于在整個血漿miRNA中看到的表達譜。Wang等[10]研究證明，外泌體miR-548c-5p是PE的抗炎因素，miR-548c-5p/蛋白質酪氨酸磷酸酶受體O型(PTPRO)/核轉錄因子κB(NF-κB)通路可以為PE的診斷和治療提供新的靶點。總之，外泌體包裹的的非編碼RNA是PE的關鍵調控因子。

2.2 子癇前期外泌體免疫調節(jié)

pEXO在建立母親免疫耐受中起著關鍵作用，這對成功妊娠至關重要。目前依賴于提取及標記pEXO技術的提高，已證明外泌體在免疫調節(jié)和炎性細胞因子調節(jié)的作用。PE患者循環(huán)pEXO可激活免疫細胞，并可能影響炎性細胞因子的產生，攜帶的其他生物活性物質也通過影響炎性細胞因子的分泌參與免疫調節(jié)[5，10]。因此，研究認為pEXO是PE病因學不可或缺的因素之一。

外泌體與免疫細胞的功能和激活相關聯，在調節(jié)人類免疫系統中起著重要作用。自然殺傷(NK)細胞、淋巴細胞、樹突細胞以及巨噬細胞等免疫細胞可以生成外泌體。免疫細胞通過抗原呈遞或將殺傷蛋白、炎癥因子和其他因子轉運到其他靶細胞調節(jié)體液免疫和細胞免疫[17]。在PE患者中pEXO通過促進T細胞凋亡并抑制調節(jié)NK細胞毒性[18]促進母體免疫耐受。pEXO也可以通過調節(jié)性T細胞(Treg)的分化，抑制T細胞信號傳導途徑。Kovacs等[19]的研究表明，在PE患者中pEXO可以調節(jié)T細胞的增殖和分化，最重要的是，可選擇性結合CD4+T細胞的熱休克蛋白E家族(HSPE1)在pEXO內表達并在體外誘導人類CD4+T細胞的增殖和分化。Bai等[20]證明PE患者中pEXO通過調節(jié)單核細胞和T細胞的表型或功能誘導了母體免疫抑制，其中最重要的是pEXO效應是單核細胞依賴的。最近研究發(fā)現，可抑制T細胞活化和增殖的syncytin-1/2在PE患者的外泌體中減少[13]。Lokossou等[21]證明在PE患者syncytin-2通過與pEXO的聯系在局部和全身都是重要的免疫調節(jié)劑,也證明了pEXO在妊娠期全身免疫從1型輔助性T細胞(Th1)向2型輔助性T細胞(Th2)主導免疫轉變中的作用。蛻膜巨噬細胞功能障礙可導致PE,參與蛻膜巨噬細胞極化和Treg細胞分化的程序性細胞死亡配體1(PD-L1)在PE患者胎盤和pEXO中顯著降低[22]。Awoyemi 等[23]觀察到的LOPE中導致促炎環(huán)境的另一種機制，來自LOPE的pEXO抑制THP-1巨噬細胞的免疫功能。針對CD4+T細胞機制的免疫調節(jié)療法已經對其他免疫介導的炎癥疾病進行了研究，這些預防策略在PE上的應用很有前景[24]。

多項研究結果顯示，外泌體miRNA通過調節(jié)母胎免疫參與PE的發(fā)生發(fā)展。在PE患者中，免疫平衡失調的特征包括CD4+T淋巴細胞和促炎細胞因子增加，而調節(jié)T淋巴細胞和抗炎細胞因子減少，這種不平衡導致慢性炎癥和隨之而來的氧化應激、促炎細胞因子和自身抗體的產生[3]。Chaiwangyen 等[25]證明體外EV通過轉移滋養(yǎng)層miR-519d可以介導NK細胞增殖減少。外泌體miR-210被報道由滋養(yǎng)細胞產生并參與PE的細胞間通訊。PE患者胎盤組織中叉頭框蛋白P3(FOXP3)的表達顯著降低，與mir-210的表達水平呈負相關，PE患者的Treg細胞數量會減少，這些變化改變了母親對胎兒的免疫耐受[26]。Shen等[27]研究表明，胎盤組織細胞來源的外泌體miR-155抑制PE中上皮內一氧化氮合酶的表達而影響PE發(fā)病。miR-155在調節(jié)機體免疫方面發(fā)揮重要作用，也參與炎癥反應。激活B細胞、T 細胞和樹突細胞中的miR-155顯著表達，與NF-κB信號通路調節(jié)包括IL-1β、IL-6、IL-8等多種細胞因子相關[28]。以上研究表明，多種由孕婦胎盤分泌的外泌體攜帶的miRNA和蛋白質通過其特異性的途徑參與母體免疫調節(jié)。

2.3 PE與MSC衍生的外泌體

目前針對PE還不成熟的檢測和其他的治療方法，且可用的藥物只能減輕某些臨床癥狀，及時終止妊娠是唯一有效的治療方法。最近，隨著人們對間充質基質細胞(MSC)治療效用的認識不斷提高，PE診斷及治療造就了新的突破。

胎盤和臍帶富含MSC，具有改善多種疾病過程的能力，是治療各種疾病的重要手段[29-30]。MSC-exos可在調節(jié)免疫反應、調控內皮細胞和滋養(yǎng)細胞功能等方面發(fā)揮重要作用。從MSC條件培養(yǎng)基中提取的MSC-exos具有強大的免疫調節(jié)能力，但免疫原性低，這使得它們成為免疫介導疾病的一種有前途的治療方法[30]。人臍帶間充質干細胞(huc-MSCs)與PE有關，Taglauer 等[31]構建了血紅素加氧酶-1基因敲除小鼠模型，妊娠早期母胎使用人臍帶間充質干細胞來源外泌體(hucMSC-exos)預防性治療，結果顯示，hucMSC-exos可通過促進子宮內NK細胞、巨噬細胞局部募集，并上調IL-10、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和干擾素-γ(IFN-γ)等免疫因子表達，從而調節(jié)母體-胎兒面的免疫平衡，間接改變妊娠結局。此外，產前給予妊娠小鼠hucMSC-exos后，可通過宮內白細胞的多參數調節(jié)可預防流產、胎兒生長受限和PE[31]。MSC-exos內的長鏈非編碼RNA(lncRNA)H19已被證實在PE中通過蛋白激酶B(AKT)信號通路調節(jié)miR let-7b，從而增加滋養(yǎng)層的侵襲和遷移能力[32]。骨髓間充質干細胞(BMSC)的旁分泌免疫調節(jié)因子對T淋巴細胞、B淋巴細胞、樹突細胞和NK細胞[33]。Motawi等[34]報道，BMSC-exos釋放的miR-136(敏感性95%；特異性100%)、miR-494(敏感性86%；特異性95%)和miR-495(敏感性90%；特異性83%)是早期篩選PE的有希望的生物標記物。動物實驗表明，BMSC-exos 可通過抑制 Th1 型免疫反應并促進Th2型免疫反應來調節(jié)母胎界面免疫微環(huán)境[35]。PE患者的蛻膜間質干細胞來源的外泌體還可通過調節(jié)巨噬細胞的極化作用，抑制血管生成，維持母胎界面平衡[36]。此外，MSC-exos也被證明在妊娠中具有促進血管生成的關鍵作用[37]。

大量證據集中于MSC-exos調節(jié)免疫和炎癥反應的能力，充分的免疫耐受環(huán)境對于成功植入和滋養(yǎng)細胞的正常侵襲過程至關重要。MSC-exos重組免疫細胞促進PE體內免疫平衡療法的特異性分子機制，以及這些免疫相關方式賦予胎盤優(yōu)化以預防PE，需要進一步的多參數分析，總之，MSC-exos在預防及治療PE，改善母嬰健康方面有著巨大潛力。

3 總結

綜上所述，盡管關于PE的認識已經有幾個世紀的歷史，但人們在如何預測PE，采取干預措施阻止疾病的進程方面的認識仍處于初期狀態(tài)。然而，最近研究結果顯示外泌體子PE與發(fā)病機制有關，在PE早期，胎盤產生的外泌體數量和內容物成分等發(fā)生了改變，這一過程對PE局部免疫平衡維持起到重要影響。因此，外泌體在PE發(fā)病機制中發(fā)揮怎樣的的作用和MSC-exos在PE治療中的影響皆是今后需要進一步探索的課題。如果外泌體相關研究可以在更大、更多樣化的人群中得到驗證，將有助于發(fā)現和管理PE風險的個體，指導潛在的治療藥物的預防性使用。望本文能夠對PE早診斷早治療有所幫助，并期望對其他病理性妊娠的研究也能有啟發(fā)意義。