孟永麗 李 暉
(1.河南中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院,河南鄭州 450011;2.河南省中醫(yī)院,河南鄭州 450002)
在《自然流產(chǎn)診治中國專家共識(2020年版)》中建議將連續(xù)發(fā)生自然流產(chǎn)(spontaneous abortion,SA)2次及以上定義為復發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA),包括連續(xù)發(fā)生的生化妊娠[1]。RSA發(fā)生率占妊娠總數(shù)的5%[2],其病因復雜且致病機理不明,目前臨床上尚缺少有效的、規(guī)范的、更有力的循證醫(yī)學證據(jù)的診療方案,多采用抗凝、免疫、激素補充等療法,有效性和安全性仍具爭議[1-3]。
RSA可歸屬于中醫(yī)學“滑胎”范疇,治療上尤為重視補腎。清代醫(yī)家張錫純在壽胎丸中以菟絲子為君藥,重在補腎,取腎旺蔭胎之理。菟絲子首見于《神農(nóng)本草經(jīng)》[4]:“主續(xù)絕傷,補不足,益氣力,肥健?!梅髂?,輕身延年”,臨證常用于治療腎虛胎漏、胎動不安、滑胎、不孕癥、月經(jīng)后期及閉經(jīng)、陽痿遺精、遺尿尿頻及黃褐斑、白癜風等疾病[5]?,F(xiàn)代藥理研究表明,菟絲子具有調(diào)節(jié)激素水平、平衡免疫、抗氧化應激、抗骨質(zhì)疏松、增強內(nèi)分泌系統(tǒng)功能等作用[6],其主要化學成分為金絲桃苷、槲皮素、山柰酚、異鼠李素等黃酮類化合物和β-谷甾醇類、多糖類及揮發(fā)性成分[7]。既往研究表明,菟絲子活性成分通過調(diào)節(jié)母胎界面免疫-內(nèi)分泌網(wǎng)絡平衡以預防RSA[8]。本文通過梳理菟絲子活性成分在RSA信號通路中的藥物作用機制,以期為臨床運用菟絲子預防RSA及新藥研發(fā)提供思路和方法。
絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是 絲 氨 酸/蘇 氨 酸 蛋白 激酶家族重要的一員,介導了細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激 酶(the extracellular signal-related kinases 1/2,ERK1/2)、p38 MAPK激 酶、Jun N端 激 酶/應 激活化蛋白激酶(Jun N-terminal kinase/stressactivated protein kinase,JNK/SAPK)、ERK5信 號 轉(zhuǎn)導通路等4種MAPK級聯(lián)反應[9]。ERK信號通路是參與調(diào)節(jié)細胞生長、發(fā)育和分裂的信號網(wǎng)絡核心[10],其中ERK1/2在胚胎發(fā)育早期階段具有廣泛表達,其通過干預孕早期滋養(yǎng)層細胞(CTB)和蛻膜基質(zhì)細胞增殖、免疫調(diào)節(jié)等妊娠過程參與胚胎著床[11]。當MAPK表達下降時,會減弱孕早期CTB侵襲力,導致子宮上皮和基質(zhì)以及胎盤的巨細胞和海綿滋養(yǎng)細胞中腫瘤壞死因子(TNF)-α過度表達,促使孕早期CTB的進一步凋亡,同時刺激前列腺素E2(PGE2)釋放,興奮子宮平滑肌,引發(fā)流產(chǎn)[12]。基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)9可影響子宮內(nèi)膜細胞外基質(zhì)的降解與重塑能力,而PI3K/AKT信號通路參與妊娠期前3個月胎盤絨毛組織增殖、黏附及侵入子宮內(nèi)膜的過程與MMP-9的表達趨勢一致[13],表明MMP-9在促進絨毛滋養(yǎng)層細胞的遷移和侵襲方面發(fā)揮了重要作用。當MMP-9分泌減少時,已著床的胚胎易發(fā)生蛻膜出血,造成流產(chǎn)[13]。另有研究表明,滋養(yǎng)層中的Notch信號通路可阻止胎盤不受控制地生長,其機制可能是通過抑制初級CTB向絨毛外滋養(yǎng)層(EVT)細胞的分化,從而確保EVT的形成和分化平衡,使EVT細胞正常分泌MMP-9,維持EVT細胞侵襲能力[14]。
研究顯示,菟絲子總黃酮(TFSC)以時間和劑量依賴性活化MAPK通路,促進早期CTB增殖,下調(diào)p-ERK和p-p38磷酸化,同時上調(diào)雌二醇(E2)、孕酮(P)和催乳素激素受體水平,防止RSA[15]。GAO F X等[16]研究發(fā)現(xiàn),5 μg/mL濃度的TFSC可上調(diào)Notch/AKT/MAPK信號通路介導的MMP-9表達,使得EVT細胞的遷移和侵襲最大化。ZHU G S等[17]實驗研究亦表明,10 μg/mL濃度的TFSC能有效促進EVT細胞活性。槲皮素作為黃酮類化合物,可通過抑制p38 MAPK和JNK磷酸化,提高谷胱甘肽(GSH)水平,減少氧化應激損傷,以助于孕早期CTB植入子宮內(nèi)膜,促進胚胎著床[18]。
胎盤血管生成是妊娠早期新生血管形成的一種主要方式,在子宮內(nèi)膜發(fā)育及子宮蛻膜化中具有關鍵作用,也是胚胎著床和維持正常妊娠的必要環(huán)節(jié)。有研究表明,重鑄的母胎界面血管是維持妊娠的關鍵,其本質(zhì)是血管新生[19]。磷酯 酰 肌 醇-3激 酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋 白 激 酶B(protein kinase B,AKT)信 號通路屬酪蛋白激酶受體型轉(zhuǎn)導途徑,PI3K/AKT信號通路可激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)產(chǎn)生NO,刺激血管舒張、血管重塑和血管生成[20]。同時,PI3K/AKT信號通路介導了血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的產(chǎn)生,后者在血管生成中起核心作用,可促進生長因子依賴的絨毛滋養(yǎng)層生長與細胞侵襲,其機制可能是VEGF通過與其受體VEGFR-2結(jié)合,使AKT活化進而激活PI3K/AKT通路,上調(diào)環(huán)氧化酶(COX)-2、誘導型NOS(iNOS)的表達,從而引起持續(xù)性血管新生[21]。KUTLUER G等[22]證實,VEGF的降低與早孕流產(chǎn)相關。此外,MAPK信號通路為VEGF下游常見的信號通路之一[23],Notch信號通路是胎兒CTB入侵并重塑母體血管過程的關鍵組成部分,其中Notch1主要表達于早孕期絨毛分化及胎盤形成,調(diào)控胎盤血管生成和胚胎發(fā)育[24]。
研究發(fā)現(xiàn),RSA患者母胎界面中存在過多的炎癥反應,降低了絨毛滋養(yǎng)層細胞活性,是導致早期胚胎植入失敗的一大原因[25]。當炎癥因子如白細胞介素(IL)-1β、干擾素(IFN)-γ、TNF-α等升高時,會阻礙胎盤血管生成,同時產(chǎn)生大量氧自由基,引發(fā)氧化應激反應,進而導致流產(chǎn)[26-27]。蔡美云等[28]研究發(fā)現(xiàn),TFSC中的山柰酚通過p38 MAPK信號通路下調(diào)6-羥多巴胺(6-OHDA)誘導的PC12細胞炎性相關蛋白COX-2、iNOS以及核因子-κB(NF-κB)的表達水平,從而發(fā)揮抗炎作用。異鼠李素具有血管內(nèi)皮細胞保護作用,其機制與其抑制氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)所致氧化應激損傷有關[29]。此外,PI3K/AKT 和血紅素加氧酶-1(HO-1)可能是抑制ox-LDL誘導的細胞凋亡的新靶點,研究表明,異鼠李素可顯著增加HO-1表達,激活AKT磷酸化,并促進轉(zhuǎn)錄因子Nrf2易位,起到抗細胞凋亡的作用[30]。
母胎免疫耐受機制在RSA中起著重要作用,其中輔助性T細胞(Th)1/Th2平衡在免疫微環(huán)境中的調(diào)控作用尤為關鍵[31]。Th1細胞主要分泌TNF-α、IL-2、IFN-γ、IL-6、IL-12等細胞因子,有免疫殺傷作用[32],TNF-α表達增強可殺死內(nèi)皮細胞,促使孕早期CTB凋亡,造成血栓形成、缺血、出血、組織壞死、子宮平滑肌興奮等,引發(fā)機體對胚胎的免疫排斥反應[33]。Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10等細胞因子,主要介導體液免疫,誘導免疫耐受,利于母胎免疫耐受的維持與建立,多項研究證實IL-10能有效抑制Th1細胞因子的表達[34]??傊?,Th2細胞免疫主導母體免疫系統(tǒng)時,可維持正常妊娠,而Th1細胞免疫占主導時則易引發(fā)流產(chǎn)。母胎界面的CD4+T細胞在著床期及妊娠早期介導免疫耐受平衡,研究表明,不明原因RSA發(fā)生機制可能與Notch1信號通路和Foxp3特異性轉(zhuǎn)錄因子表達下調(diào),阻礙CD4+T細胞轉(zhuǎn)化為CD4+CD25+T細胞,進而誘發(fā)免疫排斥有關[35]。
菟絲子多糖(PAR)具有抗氧化應激、調(diào)節(jié)炎性細胞、抗衰老、增強免疫功能及抑制腫瘤細胞增殖等作用[36]。黃長盛等[37]研究發(fā)現(xiàn),PAR以劑量依賴性增加妊娠期糖尿病大鼠CTB細胞增殖活性,通過提高血清E2、P水平,降低血清TNF-α、IFN-γ濃度,誘導異常蛻膜細胞凋亡,并提高IL-10、IL-4水平,從而預防RSA。馬紅霞等[38]研究發(fā)現(xiàn),TFSC通過提高流產(chǎn)模型大鼠血清P水平,直接或間接下調(diào)蛻膜Th1細胞因子(IFN-γ、TNF-α)、上調(diào)Th2細胞因子(IL-4、IL-10)表達,使內(nèi)分泌-母胎界面免疫達到平衡,從而預防流產(chǎn),其作用與運用P相似。KIM S Y等[39]研究發(fā)現(xiàn),異鼠李素能顯著抑制脂多糖(LPS)誘導的BV2小膠質(zhì)細胞中TNF-α、IL-1β和 IL-6的分泌,包括NO和前列腺素E2的生成,其抗炎機制與阻斷NF-κB信號通路有關。另有研究表明,槲皮素可改善流產(chǎn)模型小鼠的氧化應激狀態(tài),并調(diào)節(jié)外周血Th1、Th2細胞數(shù)量以減少血清IL-6、IL-8的分泌,并上調(diào)巨噬細胞數(shù)量和IL-10分泌,從而使母胎界面免疫平衡[40]。
Fas/Fas配體(FasL)與TNF-α同屬一族,由Fas/FasL介導的針對特異性T淋巴細胞的凋亡是保證胎兒不被母體免疫系統(tǒng)排斥的防御機制之一[41]。肝素表皮生長因子(HB-EGF)是一種刺激細胞增殖的調(diào)節(jié)因子,可促進基質(zhì)細胞增殖[42]。此外,可通過抑制半胱氨酸蛋白水解酶-3(caspase-3)活性和促凋亡Bax表達,上調(diào)抗凋亡Bcl-2 mRNA水平以阻止基質(zhì)細胞凋亡,從而保護子宮蛻膜[42]。馬紅霞等[43]研究發(fā)現(xiàn),TFSC通過降低流產(chǎn)模型大鼠蛻膜、胎盤Fas/FasL的表達,促使血清P分泌、下調(diào)母胎界面TNF-α表達,從而改善母胎免疫耐受,進而預防RSA;同時通過自分泌或旁分泌增加CTB中HB-EGF表達,增強CTB的增殖、侵入和缺氧耐受。β-石竹烯屬菟絲子揮發(fā)性成分,具有抗炎、抗氧化、抗細胞凋亡、抗菌等作用,有明顯的藥物劑量依賴性[44]。劉京東等[45]通過動物研究發(fā)現(xiàn),β-石竹烯可以抑制腦缺血再灌注損傷大鼠海馬中Notch1、NF-κB、Hes1蛋白表達,降低TNF-α及IL-1β等炎性因子水平,保護缺血損傷及降低炎性反應。此外,β-谷甾醇作為菟絲子主要活性成分之一,可通過抑制TNF-α誘導的NF-κB信號通路激活和促性腺激素釋放激素(GnRH)的分泌,發(fā)揮抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等作用[46]。
綜上,菟絲子活性成分通過調(diào)控MAPK、PI3K/AKT、Notch等信號通路參與胚胎著床、胎盤及其血管形成,促進母胎界面血流及免疫平衡?,F(xiàn)代藥理學研究亦證實,含菟絲子的經(jīng)典名方和中成藥,如壽胎丸、滋腎育胎丸、補腎安胎沖劑、孕康口服液等以補腎為主的方劑可通過VEGF、MAPK、PI3K/AKT、TGF-β等相關信號通路,調(diào)節(jié)相關蛋白及細胞因子表達,繼而預防RSA。
本文在梳理菟絲子活性成分的藥理作用研究相關文獻時,亦發(fā)現(xiàn)以下幾點不足:(1)菟絲子活性成分預防RSA的研究大多集中在菟絲子黃酮類化合物相關經(jīng)典通路,缺少其他活性成分如甾醇類、揮發(fā)性成分等重要信號通路在預防RSA方面的研究;(2)RSA相關信號通路的相互作用機制研究較少。后期我們將進行菟絲子多種活性成分與RSA靶點的細胞及動物實驗,以剖析各信號通路間的相互聯(lián)系及具體作用機制,為臨床應用和藥物研發(fā)提供科學依據(jù)。