腎素原受體調控妊娠及子癇前期發生的作用機制研究進展

黨璇，方蘭蘭，孫瑩璞

(鄭州大學第一附屬醫院生殖與遺傳?？漆t院，鄭州 450052)

子癇前期(pre-eclampsia，PE)是妊娠期間特有的嚴重并發癥，全世界發生率約為3%～5%，其定義為妊娠20周后自發出現高血壓，且伴有以下任意1項：蛋白尿；其他系統受累，如心、肺、肝、腎等重要臟器受損；子宮-胎盤功能障礙。PE可能會導致自然流產、胎盤早剝、胎膜早破、胎兒生長受限和早產等并發癥。其發病機制尚不明確，目前學者認為PE時胎盤螺旋動脈重塑導致胎盤血流灌注減少，氧化應激增加，合體滋養層細胞釋放促炎細胞因子、外泌體、抗血管生成因子、胎兒游離DNA等至母體血循環中，引起系統性的炎癥反應以及PE的母體癥狀[1]。

腎素-血管緊張素系統(renin-angiotensin system，RAS)在妊娠過程中起著調節血壓、水鹽平衡的作用，且影響著PE的發生發展。腎素原受體[(pro)renin receptor，PRR]能夠激活RAS或其他信號通路，對于維持妊娠時的血容量增加至關重要[2]。PRR及其剪切產物可溶性PRR(soluble PRR，sPRR)在PE患者體內的表達顯著升高，可導致患者出現高血壓、蛋白尿等臨床表現[2-3]。近年來學者們開始關注PRR及sPRR能否作為PE的預測指標，以便疾病及早發現并治療。因此，本文對PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的表達調控進行綜述，為研究PRR及sPRR在PE中的作用提供參考。

一、PRR的生物學特性

1.PRR的結構及亞型：Nguyen等[4]首次從人腎小球系膜細胞中克隆出PRR，也被稱為ATP酶氫離子轉運附屬蛋白2(ATPase H+transporting accessory protein 2，ATP6ap2)，由X染色體上的ATP6AP2基因編碼，是一種由350個氨基酸組成的單次跨膜受體，包括N端細胞外結構域、跨膜蛋白和胞內結構域。全長的PRR可以被膜結合轉錄因子site-1蛋白酶(site-1 protease，S1P)、去整合素樣金屬蛋白酶19(a disintegrin and metallopeptidase domain 19，ADAM19)或弗林蛋白酶(furin)剪切形成2種產物——N端的細胞外產物sPRR和C端跨膜及細胞質內的產物M8.9，其中sPRR可以分泌到血液和尿液中，結合并激活腎素和腎素原，進而調節RAS[2，5]；M8.9則不與腎素或腎素原相結合，是空泡H+-ATP酶(vacuolar H+-ATPase，V-ATPase)的亞單位，對V-ATPase的裝配和發揮功能起重要作用[6]。

2.PRR在胎盤組織的定位及表達調控：PRR作為V-ATPase的輔助因子，廣泛存在于哺乳動物組織中。研究發現在女性子宮肌層、蛻膜、羊膜、絨毛膜和胎盤均可以檢測到PRR，而在胎盤中PRR主要定位在合體滋養層細胞和絨毛外滋養層細胞[7-8]。Morosin等[9]對體外培養的人原代胎盤滋養層細胞進行研究，發現其自發合體化時滋養層細胞分泌的sPRR含量降低，而與滋養層細胞PRR表達無顯著相關性[10]。

PRR主要通過激活組織RAS或胞內信號通路發揮調節作用。PRR可以和腎素、腎素原相結合，腎素與PRR結合后會顯著增加血管緊張素原的催化活性，腎素原與PRR結合后通過暴露催化亞基而非蛋白水解作用，將血管緊張素原剪切，形成血管緊張素(angiotensin，Ang)Ⅰ，Ang Ⅰ在血管緊張素轉化酶的作用下轉化成Ang Ⅱ[4]。Ang Ⅱ可以與Ang Ⅱ的Ⅰ型或Ⅱ型受體相結合，在胎盤形成過程中發揮促進血管生成、滋養層細胞增殖和侵襲的作用[8，11]。PRR也可以通過不依賴Ang Ⅱ的方式調節細胞內多個信號通路，例如激活細胞外信號調節激酶(extracellular signal-regulated kinases，ERK)1/2、活化熱休克蛋白(heat shock proteins，HSP)27、激活Wnt/β-catenin信號通路或者維持V-ATPase的表達與活性，這些通路可以通過調節滋養層細胞增殖和分化，參與胎盤形成[12]。Schefe等[13]發現腎素、腎素原與PRR相結合會導致早幼粒細胞白血病鋅指蛋白(promyelocytic leukaemia zinc finger，PLZF)從細胞質轉運至細胞核中，上調磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)的p85α亞單位，最終抑制PRR表達。

二、PRR及sPRR在正常妊娠中的表達和調控胎盤發育、維持妊娠的機制

1.PRR及sPRR在正常妊娠中的表達變化：妊娠時母體血漿中sPRR含量升高，分娩時臍血中的sPRR含量高于母體血漿[14]。雙胎妊娠時母體循環sPRR含量高于單胎妊娠[15]，并且和單絨毛膜雙胎相比，雙絨毛膜雙胎的sPRR含量更高[14]。這表明孕期母體血漿中增加的sPRR來源于胎盤或胎兒，且sPRR在胎兒發育中可能發揮了一定作用。目前，PRR在胎盤中的表達變化尚存在爭議。Pringle等[8]發現妊娠早中期(6～16周)胎盤腎素原和PRRmRNA的表達量均高于妊娠晚期(37～41周)，并且二者含量呈正相關。該課題組在隨后進行的另一項研究中發現，胎盤腎素原的含量在妊娠早期(10～11周)、中期(14～18周)和晚期(38～40周)逐漸下降，而PRR含量無顯著變化，這種表達差異可能與其樣本量小以及妊娠早中期取樣孕周不同有關[16]。

2.PRR促進胎盤滋養層細胞侵襲和血管重塑：胎盤形成初期，絨毛外滋養層細胞侵入子宮壁，引起螺旋動脈重塑，是胎盤形成的重要過程。妊娠早期，PRR定位在胎盤合體滋養層細胞和絨毛外滋養層細胞[8]。Morosin等[17]應用腺苷酸環化酶激活劑forskolin誘導絨毛膜癌BeWo細胞合體化后，發現細胞侵襲性增加，敲低PRR基因后，forskolin誘導的細胞侵襲性減弱。Pringle等[8]發現妊娠早期胎盤腎素原和PRR高表達，并且均與血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)含量呈正相關。Tamada等[18]發現腎素原可以促進人絨毛外滋養層細胞系HTR8/SVneo細胞的纖溶酶原激活物抑制劑-1(plasminogen activator inhibitor，PAI-1)合成。Lumbers等[19]發現人子宮內膜基質細胞表達豐富的PRR，體外誘導蛻膜化后，內膜基質細胞的腎素原、VEGF和PAI-1表達升高。眾所周知，VEGF在胎盤滋養層細胞侵襲、螺旋動脈重塑和血管生成中起了重要調節作用。PAI-1是主要的纖溶酶原激活物抑制劑，在正常妊娠時表達升高，以降低纖溶活性維持母體高凝狀態。以上結果表明，妊娠早期時滋養層細胞侵襲達到最大化，局部高水平的腎素原與豐富的PRR相結合，參與調節滋養層細胞的侵襲和血管重塑，以及母體子宮蛻膜的血管生成，從而促進胎盤發育[8]。

3.PRR參與胎盤有氧代謝：胎盤對氧氣交換、激素合成、母體和胎兒之間營養和廢物運輸均發揮著關鍵作用，其中有氧糖酵解不可或缺。丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase，PDH)是參與有氧糖酵解的一個關鍵酶。Suda等[20]發現，在人胎盤絨毛膜癌細胞系JAR細胞中PRR高表達，且與丙酮酸脫氫酶β亞單位(PDHB)在線粒體共定位；單純缺氧并不影響PDHB的表達和活性，而敲低PRR基因后PDHB的表達和活性則受到缺氧的影響而降低。表明胎盤缺氧狀態下PRR起著穩定PDHB的作用，進而促進胎盤糖酵解和發育。

4.PRR促進水鈉潴留，維持妊娠：妊娠過程中母體血容量會增加，以維持子宮胎盤的血流灌注，適應胎盤發育和胎兒生長。RAS在妊娠期水鈉潴留過程中起著調節血壓和電解質代謝的重要作用。正常妊娠時，RAS多數成員表達增加，包括腎素、血管緊張素原，以及由此產生的Ang Ⅱ。Ang Ⅱ與Ⅰ型受體結合可以增加細胞內鈣離子濃度，促進血管收縮、交感神經興奮和醛固酮釋放，最終引起母體的水鈉潴留。Avila-Ramírez等[21]發現在妊娠大鼠的心臟、主動脈和腎臟中，PRR表達增加。Fu等[2]發現大鼠妊娠晚期腎內RAS被激活，腎臟中PRR、控制離子通道合成的關鍵分子α-上皮鈉通道(α-epithelial sodium channel，α-ENaC)表達增加，尿液中sPRR、Ang Ⅱ和醛固酮含量增加，并且出現母體水鈉潴留和血容量擴張的表現，而應用PRR拮抗劑后前述表現被抑制。Walter等[22]發現，妊娠大鼠腎臟中α-ENaC水平增加，并且導致孕期腎臟水鈉潴留和血容量擴張。這些說明腎臟中的PRR可能通過激活組織RAS和α-ENaC，促進妊娠時水鈉潴留和血容量增加。

三、PRR及sPRR在PE中的表達和參與PE發生的作用機制

1.PRR及sPRR在PE中的表達變化：研究發現，在PE患者血循環中sPRR和腎素/腎素原水平升高，且sPRR的增加幅度與高血壓的嚴重程度有關[14-15]。一項前瞻性研究發現，納入的437名孕早期血壓正常的女性，分娩時血漿sPRR濃度越高，越容易發生PE，兩者具有顯著相關性，且孕早期(<16周)血漿sPRR濃度與孕中晚期血壓升高密切相關[15]。這表明孕早期的血漿sPRR水平可以作為后續血壓升高的預測指標，而其升高是否可以作為PE的標識及具體的警戒值還有待進一步探究。與正常妊娠女性相比，PE時胎盤中PRR的含量升高，并且收縮壓與胎盤PRR的水平呈正相關[3，15，18，23]。然而Sugulle等[24]發現妊娠晚期血漿sPRR和腎素原的水平在PE患者和正常血壓妊娠女性之間無顯著差異，但是該研究人群為歐洲人，前面所述研究人群為亞洲人，且Nguyen等[25]發現血sPRR含量與種族差異有關，因此可能導致研究結論不一致。

2.缺氧誘導PRR及sPRR表達增加，參與PE發生：正常妊娠時胎盤輕度缺氧可以促進血管生成和胎盤發育，PE時螺旋動脈血流減少導致胎盤氧化應激加重[26]。Kurlak等[27]比較了在海平面以及高海拔(超過3 100米)狀態下正常妊娠女性和PE患者胎盤中的PRR表達，發現在高海拔時胎盤PRR表達顯著增加，并且在兩種海拔時，PE患者胎盤中PRR表達均高于正常妊娠女性。Suda等[20]發現缺氧會誘導JAR細胞內sPRR表達增加，說明缺氧可以增加胎盤滋養層細胞PRR和sPRR表達。

研究發現，miR-625和miR-454在PE胎盤組織中表達下降[28-29]。而miR-625-5p和miR-454-3p參與調節靶基因PRRmRNA的表達。Arthurs等[30]應用不同氧分壓(1%、5%和20%)對HTR8/SVneo細胞進行處理，發現在低氧狀態下(1%和5%)，miR-625-5p和miR-454-3p表達下降，PRRmRNA 表達上升。Wang等[16]比較早孕期(10～11周)和足月胎盤的miRNA變化，發現miR-625-5p和miR-454-3p在早孕期均顯著下調。由此可見，早孕期胎盤處于低氧環境時，缺氧會抑制miR-625-5p和miR-454-3p的表達，上調PRRmRNA表達。說明在PE中的胎盤缺氧狀態可能引起miR-625和miR-454的下調，進而促進靶基因PRRmRNA的表達，參與PE發生。

3.PRR及sPRR促進細胞因子和激素的釋放，引起炎癥反應及內皮損傷：PE時，母體處于炎癥反應過度激活狀態，伴隨多種炎癥因子的異常表達。應用HTR-8/SVneo細胞在缺氧條件下模擬PE時的胎盤滋養層細胞，發現腎素或腎素原通過與PRR相結合，促進轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)的合成和分泌[18]。在多種細胞中已證實，sPRR可以促進TGF-β1、白細胞介素(IL)-6和IL-8的釋放、激活核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)p65等，導致炎癥反應及內皮功能受損[18，31-32]。研究發現這些炎癥因子可激活內皮細胞，加重血管內炎癥反應，進而影響胎盤螺旋動脈的重塑以及胎盤淺著床，參與PE發病機制[33]。

瘦素是脂肪細胞產生的一種激素，妊娠時胎盤也合成和分泌瘦素，PE時，母體血清和胎盤瘦素水平異常升高[34]。研究發現給予妊娠小鼠瘦素可以導致內皮功能損傷、高血壓以及胎兒生長受限[35]。向高脂飲食飼養的小鼠皮下輸注sPRR可以刺激瘦素的釋放，進而導致血壓升高[36]。由此可見，PE時增加的sPRR可能通過影響瘦素合成，加重PE的內皮損傷。

4.sPRR反映腎臟功能受損：PE的一個重要臨床表現是腎臟損害，腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)降低。PE時，估算GFR(estimated GFR，eGFR)與血漿sPRR水平呈負相關[3，14]，而與胎盤PRR表達無相關性[3]，表明PE時腎功能受損與血漿sPRR升高有關，與胎盤PRR表達無關。應用競爭性拮抗劑PRO20阻斷PRR，或突變PRR的剪切位點導致sPRR無法產生，可以降低血壓、抑制腎內RAS，進而減輕蛋白尿、腎小管壞死、間質纖維化、氧化應激和炎癥等腎臟損傷[37-38]?？梢妔PRR水平能夠反映PE時的腎臟功能損害，而PRR及sPRR是否參與PE腎臟損傷的病理過程，還有待進一步研究。

四、總結與展望

本文回顧了PRR及sPRR在正常妊娠及PE中的不同表達及具體的調控機制。PRR和sPRR在正常妊娠中含量增加，而在PE中表達異常升高，提示其可能參與PE發生發展。因受限于疾病動態發展過程中胎盤組織取樣困難，目前的研究主要集中在PRR及sPRR表達水平與PE的相關性，尚缺乏深入的機制探討及治療靶點的研究。后續研究需進一步證實sPRR是否可以作為PE的標志物、其增加的警戒值以及PRR、sPRR調控PE發生的具體分子機制，為PE早期診斷和治療提供新的思路，最終改善母胎預后，保障母嬰健康。