最新：miRNA在胚胎植入免疫调控中的研究进展.docx

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1、最新：miRNA在胚胎植入免疫调控中的研究进展摘要胚胎植入是妊娠过程的起始阶段，囊胚必须黏附并入侵接受性母体子宫内膜，以获得氧气和营养的供应旦胎儿是一种半同种异体移植物，一旦进入子宫必然会遭到母体的免疫排斥,因此建立并维持母-胎免疫耐受对植入成功至关重要。微小RNAs(microRNAs,miRNAs)是一类内源性的非编码RNA,通过调控靶基因的转录后表达，从而参与人体内众多的生理和病理活动。目前已有大量的研究证实，miRNAs在胚胎植入中具有重要作用，同时也能调控母体免疫系统，当miRNAs表达失调时，通过调控免疫细胞和免疫分子参与妊娠并发症。此外，母-胎界面的免疫耐受性在着床中起着至关重要

2、的作用。本文对miRNAs在胚胎植入免疫调控中的相关研究进展作一综述。妊娠是一种自然的生理现象，胚胎成功植入子宫是实现正常妊娠的首要步骤。胚胎植入要求囊胚黏附于子宫内膜并且绒毛外滋养层(extravi11oustrophob1ast,EVTs)侵入子宫蜕膜,随后连续的滋养层侵袭、增殖和分化，进而胎盘发育，但母体和胚胎的恰当和协调状态是影响着床能否成功的关键口-2O母胎间的协调状态必然需要免疫系统参与，但免疫系统拥有强大的识别和清除外来抗原的能力，故母体免疫系统必须经过一系列的调整，既不能对胎儿产生不良的免疫应答，同时也要保证自身和胎儿免受外来病原体的侵害3o胚胎植入子宫后母体子宫内膜和胚胎滋养

3、层细胞的交界处会形成母-胎界面4o母-胎免疫耐受是由于母-胎界面的免疫细胞和免疫分子进行调节而形成的，这使得具有父系抗原的胎儿细胞能在母体子宫内进行发育51例如在蜕膜中，自然杀伤(natura1ki11er,NK)细胞转化为以抗原分化簇(c1usterofdifferentiationzCD)56bright为主的表型,分泌大量免疫调节因子，并表现较低的细胞毒性6;人类白细胞抗原-G(human1eukocyteantigen-G,H1A-G在滋养层细胞上高表达来保护胎JU70另外，调整后的免疫系统也能影响滋养层等参与胚胎植入的细胞，如蜕膜NK细胞通过分泌细胞因子、趋化因子和血管生成介质，参与

4、子宫螺旋动脉重塑、滋养层侵袭和蜕膜化等多个步骤8Jo目前已有大量的研究表明微小RNAs(microRNAs,miRNAs)不仅在胚胎植入中发挥着重要作用，如miR-486-5p可通过抑制Rho鸟苜三磷酸酶激活蛋白5(RhoGTPase-activatingprotein5zARHGAP5)表达来调节滋养层细胞的迁移和侵袭能力9;而且对免疫细胞和免疫分子具有调控作用，当其表达失调时可通过免疫调控参与多种妊娠并发症，如miR-103通过信号转导与转录激活因子(signa1transducerandactivatoroftranscription,STAT)1/干扰素调节因子1(interferon

5、regu1atoryfactor1,IRF1)信号通路影响M1型巨噬细胞的极化，miR-103的低表达与复发性流产(recurrentspontaneousabortion,RSA)的发病有关10o形成妊娠耐受是胚胎植入成功的关键，故本文就在胚胎植入过程中miRNAs调控免疫细胞和免疫分子的研究进展作一综述。miRNAs的基本特性miRNAs是一类约由22个核甘酸组成的非编码RNA,主要与靶基因信使RNAs(messengerRNAs,mRNAs)的3非翻译区(3,TR)结合而起调控作用。miRNAs的合成途径可分为两条:经典途径和非经典途径110在经典途径中,首先RNA聚合酶II对miRNA

6、基因进行转录形成mRNA初级转录本(primarymiRNA,pri-miRNA);随后在细胞核内，异源三聚体复合物Drosha-DGCRS将pri-miRNA加工成一个约70nt的茎环,称为miRNA前体(precursormiRNA,pre-miRNA);然后RAN-GTP和Exportin5形成转运复合物将pre-miRNA向细胞质运输，在胞质中的核酸内切酶Dicer进一步处理pre-miRNA生成miRNA双链体；最终miRNA双链体与Argonauute蛋白结合，形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-inducedsi1encingcomp1exzRISC讲生成成熟的miRNA110而

7、在非经典途径中某些miRNA基因的pri-miRNA绕过DrOSha或DiCer的催化切割后生成miRNA。例如，某些pri-miRNA绕过了Drosha介导的处理步骤，而是通过mRNA剪接体形成pre-miRNA,然后经过经典途径中的后续加工,形成成熟miRNA;在miR-451的合成过程中，由于Drosha裂解后的pre-miR-451的发夹太短，DiCer无法对其切割，故直接与Argonauute蛋白结合，进一步被PARN外切酶切割，最终形成成熟的miR-45112o在生物体内miRNAs有多种调控机制，如miRNA指导Argonauute蛋白催化的mRNA发生裂解，miRNA与靶向mR

8、NA的3,TR配对从而抑制转录后表达；故在miRNAs的作用下，内源性基因的表达就可受到调控13omiRNAs能调节众多细胞的生长、增殖、衰老和凋亡等多种生理活动，当其失调时往往会导致疾病的发生140二、miRNA对妊娠相关免疫细胞的功能调控1.NK细胞：NK细胞是妊娠早期子宫蜕膜中最丰富的白细胞，约占白细胞总数的70%o根据NK细胞表面CD56的表达水平，NK细胞分为CD56dim和CD56bright两个亚群，且CD56dimNK亚群直接来源于CD56brightNK亚群，但这两个亚群具有不同表型，且在免疫系统中发挥着各自独特的作用15-16oCD56dimNK亚群中细胞因子水平低,细胞毒

9、性强；CD56brightNK亚群则表现为免疫调节因子高水平表达,细胞毒性弱15oCD56brightCD16-CD3-是孕前期子宫蜕膜中NK细胞的主要表型6,它不仅在协调母胎免疫发育过程中起着关键作用17,还能与滋养层细胞密切接触，分泌大量的细胞因子，并在重缈台盘血管和调节滋养层侵袭性方面起重要的生理作用180成功着床取决于胚胎是否能够侵入接受性子宫内膜，从而为自身提供足够的血液供应，当NK细胞的数量及活性异常时均可能引起胚胎植入损伤或失败，最终导致RSAx先兆子痫等多种生殖疾病19o已有研究表明,来自滋养层细胞的miR-517a-3p通过外泌体分泌至血液中，可经循环作用于母体NK细胞,通过

10、抑制一氧化氮/环磷酸鸟苗(3,-5-cyc1icguanosinemonophosphate,cGMP)cGMPfi!性蛋白激酶1(proteinkinasecGMP-dependent1,PRKG1)信号通路影响NK细胞的活化与增殖20o对蜕膜及外周血NK细胞进行实验显示，miR-30e可通过靶向调节穿孔素1的表达,发挥活化NK细胞的作用；随着miR-30e的表达增加，NK细胞上的抑制性杀伤免疫球蛋白样受体(ki11erimmunog1obu1in-1ikereceptor,KIR)2D11表达上调，兴奋性NK细胞受体p44(natura1ki11erp44,NKp44)表达下调,从而NK细

11、胞毒性降低；上调miR-30e表达能增加血管内皮生长因子(VaSCU1arendothe1ia1growthfactor,VEGF)和胎盘生长因子(p1acenta1growthfactorfPGF)的释放，并能促进血管新生;另外，miR-30e的过表达可抑制辅助性T细胞1(The1perce111,ThI)因子干扰素(interferon,IFN)-、肿瘤坏死因子-(tumornecrosisfactor,TNF-a)的分泌，并促进Th2因子白细胞介素(inter1eukin,I1)-4、I1-10的分泌,进一步抑制Th1耐受表型并诱导Th2免疫优势,从而为母-胎界面免疫耐受环境的建立提供了

12、有益的条件21omiR-519d-3p在胎儿滋养层中表达,并由细胞外囊泡(extrace11u1arvesic1es,EVs)转移至自身滋养层及周围的母体免疫细胞，m很-519d-3p的表达水平与滋养层细胞的增殖呈正相关，与迁移呈负相关；此外，m很-519d-3p对母体NK细胞的增殖有抑制作用，但能促进T淋巴细胞的增殖22Jo这些研究表明miRNAs具有调控NK细胞的作用，对胚胎植入和母胎免疫产生一定的影响。蜕膜NK细胞参与了胚胎植入和建立母-胎免疫耐受,外周NK细胞参与了对抗外周血中的外来病原体。已有研究证实，在妊娠早期，蜕膜NK细胞与其匹配的外周NK细胞间的miRNAs表达模式不同23;故

13、有学者提出，蜕膜和外周血NK细胞间的miRNAs表达水平和模式失调可能与某些妊娠并发症相关80因此，全面了解蜕膜和外周血NK细胞中miRNAs的表达模式和调控机制,可为妊娠早期平衡母-胎界面的免疫和损伤开创一个新阶段。2.巨噬细胞：在妊娠早期，巨噬细胞是子宫蜕膜中第二丰富的白细胞群，约占白细胞总数的20%40巨噬细胞在极化后,可分为M1和M2两种类型,两者在功能上有很大区别240巨噬细胞通过脂多糖和IFN-Y等微生物产物向M1活化,表现出增强的细胞毒性和促炎活性25;M2则由I1-4和转化生长因子-(transforminggrowthfactor-,TGF-)等物质诱导极化，可抑制炎症及进行

14、组织重塑26o蜕膜巨噬细胞主要为M2型，其表现出的独特特征对维持免疫抑制环境极其重要；另外，蜕膜细胞和滋养层细胞通过分泌趋化分子招募巨噬细胞，分泌多种生长因子和细胞因子，在囊胚植入、胎盘发育、滋养层行为和蜕膜稳态等方面起着重要作用27-28o研究表明，TGF-3在先兆子痫患者蜕膜中高水平表达,并促进蜕膜间充质干细胞decidua1mesenchyma1stemce11szdMSCs层达miR-494,进而抑制前列腺素E2(prostag1andinE2,PGE2)的生成，从而减弱巨噬细胞向M2型活化，最终引起母-胎界面免疫失衡29;此外,miR-494减少了VEGF的分泌，从而抑制滋养层细胞的

15、迁移和减少血管的生成，这与先兆子痫患者胎盘的血管生成不良有关300与健康孕妇相比，miR-103在RSA患者中表达下降；进一步的体外实验显示，miR-103是调节母胎耐受的关键分子,当其表达水平降低时，可通过STAT1/IRF1信号通路促进M1型极化；另外过量miR-103对小鼠胚胎吸收和M1型活化具有抑制作用,因此miR-103有望成为RSA的潜在诊断标志物和治疗靶点10OmiR-301a-3p以外泌体的形式进行传递，可上调磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidy1inosito13-kinase,PI3K)表达和下调第10染色体同源丢失性磷酸酶-张力蛋白基因(phosphataseand

16、tensinhomo1oguede1etedonchromosome10zPTEN)表达来诱导巨噬细胞向M2型极化31o滋养层细胞来源的miR-196a-5p由hnRNPA1介导转移至巨噬细胞,下调核因子KB抑制蛋白(inhibitora1phaofNF-BzIB)表达和激活核因子KB(nuc1earfactorkappa-B,NF-B)信号通路来促进M1型极化，M1型则能抑制滋养层细胞增殖与迁移和分泌TNF-”足进滋养层细胞发生凋亡，最终发生不良妊娠结局32o在母-胎界面微环境中，巨噬细胞也可向滋养层等细胞传递miRNAs来参与胚胎植入这一过程。M1型巨噬细胞分泌EVs,囊泡内的miR-146a-5p和miR-146b-5p直接抑制滋养层细胞中靶基因肿瘤坏死因子受体相关因子6(tumornecrosisfactor-associatedfactor6