微RNA在不明原因胚胎停育中的研究進展

張樹紅，覃超喜 ，于魯華，孫 燕※

(1.廣西醫科大學第一附屬醫院計劃生育科，南寧 530021； 2.大連醫科大學，遼寧 大連116044)

胚胎停育是指妊娠早期胚胎因某種原因所致的發育停止。經B超檢查提示無胎心搏動或妊娠囊枯萎，胚胎停育后的發展結局是自然流產或稽留流產，因此臨床上屬于流產或死胎的范疇[1]。胚胎停育發生機制復雜，發病原因除常見的染色體異常、生殖道畸形、內分泌異常、感染因素等外，還有大約50%胚胎停育病因不明,且目前尚無預測再次發生流產的特定指標和有效提高保胎率的治療措施，因此明確不明原因胚胎停育的發病機制是婦產科領域需要攻克的一個難題[2]。微RNA(microRNA，miRNA)作為一種幾乎存在于所有細胞中具有基因調控功能的內源性非編碼小分子RNA，是短的寡核苷酸單鏈(18～25個核苷酸),在動物種系發生中具有保守序列[3]。其來源于miRNA 基因轉錄和內含子剪接。由Pre-miRNA通過輸出蛋白5和Ran-GTP轉運到細胞質中，由Dicer蛋白合體切割并最終轉化成長度為22個核苷酸的雙鏈RNA，稱為成熟miRNA。這種雙鏈小RNA將分離成單鏈，其中的一條鏈會加載到RNA誘導的沉默復合物中，并作為導向分子通過與靶基因mRNA的3′非編碼區堿基配對并進行轉錄和轉錄后調控，繼而影響信號通路的轉導，從而發揮生物學功能，在整個生命過程中扮演重要角色[4]。miRNA作為一種新型調控小分子，參與生物個體發育、細胞增殖與凋亡等生物過程，目前研究較多的是其在腫瘤的發生、發展中的作用[5]。近年來研究發現miRNA參與不明原因的胚胎停育，在不明原因胚胎停育與正常妊娠中呈現不同的表達譜[6-7]。miRNA對不明原因的胚胎停育有調控作用，現就miRNA在不明原因胚胎停育發病機制中的研究進展予以綜述。

1 miRNA與母胎免疫

妊娠是一種特殊的免疫狀態，胚胎作為一種同種半異體移植物，未受到母體的排斥而存活，取決于母體對胎兒特殊的免疫耐受。但一旦母胎間免疫平衡失調，母體將對胎兒進行排斥反應，造成妊娠失敗，導致自發性流產、死胎等病理性妊娠情況的發生,因此胎兒-母體耐受平衡對成功妊娠非常重要[8]。研究發現,miRNA在胚胎發育中的異常表達會使母-胎免疫耐受失衡，導致妊娠失敗[9-11]。Wang等[9]發現miR-133a在胚胎停育的絨毛滋養細胞中過表達，并通過實驗證實miR-133a的靶基因是廣泛表達于胎兒-母體界面絨毛滋養細胞中的人類白細胞抗原G。人類白細胞抗原G與母胎免疫耐受相關[10]，在母胎免疫耐受中發揮重要作用，并在胚胎停育者絨毛滋養細胞中低表達，因此推測過表達的miR-133a可能通過抑制靶基因人類白細胞抗原G的表達干擾母胎界面正常的免疫耐受，引起流產的發生。

2 miNRA與胎盤滋養細胞

胎盤是胎兒與母體進行營養物質、代謝物質及呼吸交換的場所，是胎兒發育最為重要的器官，胎盤的絨毛滋養層主要由合體滋養細胞組成，因此成功妊娠的建立和維持主要取決于滋養細胞。miRNAs參與胎盤滋養細胞增殖、凋亡、遷移、侵襲，其在胎盤滋養細胞中的異常表達能夠影響早期胎盤發育，增加自然流產發生的風險。

2.1miRNA與胎盤滋養細胞增殖、凋亡 胎盤的良好生長對于胎兒發育非常重要，胎盤的生長主要依靠滋養細胞的增殖、凋亡，miRNA參與滋養細胞的增殖，miRNA表達異常會導致滋養細胞增殖不良，使胎盤生長受限，最終引起胚胎發育停止。紡錘體檢測點蛋白1是紡錘體組裝檢查點的關鍵組成部分，是細胞有絲分裂非常重要的蛋白，紡錘體檢測點蛋白1有促進細胞的分化和增殖的作用[16]。早期有學者在小鼠動物實驗的研究中證實miR-450a-3p參與胎盤發育，紡錘體檢測點蛋白1為miR-450a-3p的直接靶標，miR-450a-3p可以靶向小鼠紡錘體檢測點蛋白1 mRNA 3′非編碼區區域并下調紡錘體檢測點蛋白1表達，從而導致細胞增殖抑制、細胞凋亡增加，胎盤發育不良，引起自發性流產的發生，因此miR-450a-3p對滋養細胞的作用為不明原因的胚胎停育發病機制研究提供了新方向[17]。信號轉導及轉錄活化因子1能以二聚體的形式進入細胞核內與靶基因結合，調控基因的轉錄，進而參與細胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調節等多種重要生命活動，其是miR-144的靶基因[18]。

有研究指出在流產者絨毛組織中miR-144低表達可使其靶基因信號轉導及轉錄活化因子1的表達增加而誘發胎盤滋養細胞凋亡，導致流產發生[19]。閆林萍[20]利用聚合酶鏈反應測定發現在自然流產蛻膜中miR-365過表達，并通過生物信息學測定發現糖皮質激素誘導激酶1是miR-365的靶基因，糖皮質激素誘導激酶1主要參與細胞增殖信號和細胞存活信號的轉導，其與癌基因鼠雙微體2、抑癌基因p53間密切相關，糖皮質激素誘導激酶1可調控鼠雙微體2/p53活性，誘導滋養細胞凋亡，在自然流產中miR-365可能通過靶基因糖皮質激素誘導激酶1介導滋養細胞凋亡，從而影響胎盤的發育。近年來有實驗指出miR-575在流產患者胎盤中的表達水平明顯增高,miR-575可能通過抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達促進促細胞凋亡基因Bax、p53的表達來誘導絨毛滋養細胞凋亡，從而引起稽留流產的發生[21]。還有報道在復發性流產絨毛組織中miR-4497的過表達可能導致相應的靶基因表達異常，促使滋養細胞凋亡，誘發早期妊娠流產[22]。上述研究表明，多種miRNA都可能下調滋養細胞的增殖、凋亡進而影響胚胎的發育，但具體機制尚不明確，需要進一步研究證實。

2.2miRNA與滋養細胞的遷移、侵襲 早期胎盤中的滋養層細胞與腫瘤細胞具有相似的侵襲特性，需要不斷地向母體蛻膜和子宮肌層遷移和侵襲，以完成胎盤植入，形成早期母胎交換部位，滋養細胞的這種“生理性的侵襲功能”是胎盤植入和胚胎發育的基礎。但目前關于滋養細胞侵襲功能的具體調控機制尚不完全清楚。研究發現多種miRNA能抑制滋養細胞的遷移、侵襲導致胎盤植入不良，進而影響胚胎發育，引起胚胎停育的發生[23-25]。miR-17在多種腫瘤中過表達，包括食管癌、胃癌、肝癌、和膠質瘤等，可促進多種腫瘤細胞的入侵和遷移，發揮類似癌基因的作用，因此miR-17被視為多種腫瘤的診斷和判斷預后指標[23]。有實驗結果證實miR-17在自發流產患者的滋養層絨毛組織中的表達顯著下降，抑制了滋養細胞的遷移和侵襲，使胎盤植入不良，導致妊娠的失敗[24]。骨髓細胞癌基因(myelocytoma tosis oncogene，MYC)是一種眾所周知的致癌基因，在癌細胞遷移和侵襲中起重要作用,在胚胎停育者胎盤中過表達的miR-34a可以靶向抑制MYC表達，影響滋養細胞的遷移和侵襲,導致胎盤的異常[25]。miR-135b在低氧條件下能直接下調趨化因子受體12來抑制絨毛滋養細胞衍生細胞HTR-8/SVneo侵襲[26]。Ding等[27]發現miR-519d-3p可以抑制滋養細胞的侵襲和遷移能力，并采用熒光素酶測定基質金屬蛋白酶2是miR-519d-3p的直接靶標，基質金屬蛋白酶2活性受損參與胚胎滋養細胞侵襲，由此推測miR-519d-3p依賴于調控靶基因基質金屬蛋白酶2而發揮抑制滋養細胞遷移、侵襲的作用。

不良的胚胎植入也是先兆子癇疾病的主要影響因素，也是由滋養細胞不能很好地遷移與侵襲引起，研究報道了多種miRNA通過影響滋養細胞的遷移和侵襲，導致胎盤發育的缺陷，引起先兆子癇的發生，如miR-137可能通過影響胎盤滋養層細胞的增殖和遷移，導致胎盤植入不良，引起先兆子癇的發生[28-30]。miR-204可能通過調節靶基因基質金屬蛋白酶9的表達抑制滋養細胞的侵襲，使滋養細胞侵入不足，繼而胎盤發育異常，引起先兆子癇的發展[29]。miR-125b-1-3p通過靶向先兆子癇中的鞘氨醇-1-磷酸受體1抑制滋養層細胞的侵襲[30]。先兆子癇胎盤中異常上調的miR-20a通過靶向FoxA1損害滋養層細胞的增殖和侵襲行為[31]。miR-29b表達上調可能通過抑制滋養層細胞侵襲和血管生成以及增強滋養層細胞凋亡而促進先兆子癇的發生[32]。

胎盤滋養細胞不好的遷移、侵襲可導致先兆子癇或胚胎停育的發生，了解miRNA影響胎盤滋養細胞的遷移、侵襲具體作用機制會破解多種疾病的發病原因。

3 miRNA與子宮內膜的容受性

子宮內膜容受性是子宮內膜對胚胎的接受能力及允許胚胎黏附其上直至植入完成的一種狀態。子宮內膜的容受性是胚胎發育的重要保障。有研究發現胚胎植入失敗者與正常胚胎發育者的子宮內膜呈現不同的miRNA譜，表明miRNA對子宮內膜容受性有調節作用[33]。有學者稱miR-199b-5P可以降低細胞信號轉導基因糖皮質激素誘導激酶1的表達，影響子宮內膜容受性,導致退膜化,引發流產[33]；轉化生長因子-β1是一種重要的纖維化因子，能夠調節細胞外基質代謝、細胞增殖、凋亡和分化等多種細胞功能[34]。轉化生長因子-β1也是子宮內膜容受性標志物，其作用于人子宮內膜基質細胞后可明顯抑制子宮內膜蛻膜化。miR-181a可抑制其靶基因轉化生長因子-β1的表達，引起蛻膜化的改變，導致胚胎脫落[35]。miRNA在子宮內膜容受性期的獨特表達譜可能成為胚胎停育早期高度特異性的診斷工具，但需要更多的研究來探索。

4 miRNA與胎盤新生血管

胎盤血管的良好發育是胎盤發揮其與母體進行物質交換功能的基礎，胎盤形成強大的血管網才能保障胎兒的供血量[36]。胎盤血管的形成是一個由多種生長因子和細胞因子參與的復雜過程，目前研究表明miRNA也參與胎盤血管形成，且發現幾種miRNA表達的異?？赡軙鹛ケP血管生成減少，影響胎盤發育，增加胚胎停育風險[37]。血管內皮生長因子反映了血管內皮細胞的增殖能力,有研究稱血管內皮生長因子是miR-16的一個靶基因，miR-16可以下調血管內皮生長因子表達，使胎兒-母體血管網的生成減少，增加流產的機會[37]；在缺氧環境下，缺氧誘導因子1在調控血管新生方面有重要作用[38]。高玉霞等[39]研究發現，miR-223-3p在不明原因的復發性流產患者絨毛組織中過表達，且通過實驗分析得出miR-223-3p可能通過抑制Rps6kbl/缺氧誘導因子-1α信號通路而使缺氧誘導因子-1α和血管內皮生長因子表達降低,減少胎盤血管的新生，誘發滋養層及胎盤血供不足,胎兒因血循環障礙而停止發育。Liu等[40]研究發現，miR-203在胎盤血管內皮細胞中有表達，與血管內皮生長因子-A和血管內皮生長因子-R2表達負相關，與胎兒胎盤血管生成密切相關。還有報道miR-24可以調控血管內皮細胞的凋亡，參與胎盤血管的生成[41]。近年來miRNA與胎盤血管生成是目前研究的熱點。

5 miRNA與母胎激素分泌

母體和胎兒在胚胎生長過程中都會分泌各種激素，兩者分泌的激素能夠相互作用，相互促進，處在一個動態平衡狀態[42]。母體和胎兒分泌的激素有多種，形成了一個復雜的激素網絡，兩者分泌的激素協同效力對妊娠的維持有重要作用[43]。隨著miRNA研究的深入，有學者檢測到miRNA表達變化會影響胚胎發育過程中母體和胎兒激素分泌的改變，對胚胎發育造成不同程度的影響，嚴重者會引起胚胎停育。有報道miR-99a可能通過調控生殖相關激素合成通路或控制生殖激素釋放的信號通路中的某些靶基因改變胚胎發育中激素分泌，導致流產的發生[44]。因激素分泌受多種因素的影響，其確切的調控通路很難確定，導致miRNA與母胎激素分泌相關性的研究較少，對于這一空白的領域需要更多的學者去探索。

6 miRNA多態性

目前越來越多的研究表明，單核苷酸多態性或miRNA編碼區的突變可能會改變miRNA的表達和成熟，并參與疾病的發生[45-48]。miRNA基因多態性與流產有關，miRNA基因的多態性或者突變會影響胚胎發育相關miRNA的成熟以及影響相關miRNA對靶基因的調控，干擾了miRNA對胚胎發育調控的正常功能表達，導致胚胎發育的異常，引起流產的發生。韓國學者的一項研究表明，miR-27a A→G和miR-449b的多態性和流產相關，miR-449b的GG和AG+GG的變異基因型會影響miR-449b的成熟，干擾了其正常的功能，增加了自然流產的風險[46]；還有研究發現，miR-125a中的兩個單核苷酸多態性改變了miR-125a的產生，進而導致漢族女性復發性流產風險系數升高[47]。Cho等[48]研究表明，miR-146aC→G、miR-149C→T、miR-196a2T→C和miR-499A→G多態性與韓國女性的復發性流產有關，且得到來自伊朗關于復發性流產研究的數據支持[49]。近年來的一項研究提示，miR-423編碼區的多態性也與復發性流產相關[50]。目前miRNA基因多態性與流產之間的研究較少，兩者間有無確切的作用關系需要進一步實驗論證，但這一發現為胚胎停育發生機制的研究提供了新的視角。

7 小 結

miRNA是各個領域研究的熱點，目前的研究已經發現miRNA的作用機制是通過調控靶基因的蛋白水平變化，參與細胞分化、增殖和生長等生物學進程，且已經證實其與腫瘤、生物個體發育之間有重要的相關性。相信隨著miRNA研究的深入，它在生物學行為中的作用機制也會越來越明確。

在生殖醫學領域，miRNA的研究有望明確不明原因胚胎停育的發病機制，成為精確醫學時代中胚胎停育預測、診斷和治療的分子標志物。但由于參與胚胎發育的miRNA種類較多，并且每一種miRNA對應多種靶基因，導致目前很多研究只能停留在miRNA與靶基因對應關系的基礎層面上，希望后續有更多的研究能夠深入信號通路研究，進一步明確不明原因胚胎停育發病的分子生物學機制。