酒精对胚胎发育致畸机理的研究进展

酒精对胚胎发育致畸机理的研究进展

摘要：临床观察和动物实验证明过量酒精可导致胚胎畸形, 近年来对酒精致畸的几个可能的重要机理包括：（1）酒精可引起胚胎细胞超氧化损伤, 导致细胞过度凋亡。（2）酒精可抑制神经营养因子的抗细胞凋亡作用, 致使胚胎细胞过度凋亡而形成畸形。（3）酒精影响BCL-2 家族的表达。（4）酒精干扰维生素A 体内代谢过程而引起发育异常。（5）酒精通过损伤胎盘而引起胚胎发育异常。

关键词：胚胎发育酒精致畸机理

早在十九世纪人们便认识到, 妊娠期间嗜酒可造成胎儿发育障碍。1968 年法国的Lemoine 观察了127 名嗜酒孕妇所生的新生儿, 发现这些孩子有非常相似的面容, 生长发育迟缓, 智力发育欠佳。1973 年美国的Jones 和Smith明确提出了孕期嗜酒可引起胎儿酒精综合征( Fetal Alcohol Syndrome,FAS) , 在欧美各国, 胎儿酒精综合征是发生率较高的一类先天畸形; 近年来在我国也引起了人们的重视。科学家们意识到, 只有阐明了酒精致畸的细胞生长学和分子生物学机理, 才能很好的预防酒精致畸的发生。因此, 近年来对酒精致畸机理的研究也就成了一个非常活跃的研究领域, 并取得了很大进展, 提出了若干理论，现将其综述如下。

1 酒精可引起胚胎细胞超氧化损伤, 导致细胞过度凋亡。

实验证明, 过量氧自由基可引起细胞凋亡,而抗氧化剂和自由基清除剂则能抑制凋亡的发生。虽然实验已经证明了过量氧自由基可引起细胞凋亡, 但是活性氧( Reactive Oxygen Species, ROS)诱导细胞凋亡的确切机制尚未完全阐明。Salas 等体外培养小鼠胚胎肢芽, 发现胚胎进行程序性细胞死亡的区域都伴有非常高的ROS,培养液中加入抗氧化剂, 最终可阻止趾的分开和典型的趾间细胞

凋亡。因此作者认为ROS 在胚胎发育正常凋亡过程中具有重要的作用。Dev-i BG 等发现, 酒精可引起体外培养的胎肝细胞发生超氧化损伤。实验显示: 培养剂中加入2mg/ ml 酒精, 细胞增殖受阻、DNA 合成下降40% , 超氧化残基上升2 倍、MDA ( Malondiadehyde) 增长131%、脂质过氧化物增加66%, 细胞的线粒体扩大、嵴肿胀; 如果向培养剂中加入抗氧化剂, 上述病理变化不再发生。Muresan-G等在孕8 天的大鼠腹腔注射酒精溶液后, 定性定量分析了反映ROS 形成的脂质过氧化过程, 发现胎鼠脑神经元内MDA 的含量明显增加, 说明ROS 参与了酒精引起的胚胎病理变化。

大量动物实验证明, 急性和慢性给予酒精都能激发和加快自由基的产生程。在成人组织中, 酒精代谢会产生自由基, 同时多数细胞也都有抗氧化保护机制，但早期的胚胎细胞只有微弱的抗氧化能力, 当接受酒精刺激而产生较多的自由基时, 便不能及时清除而使胚胎细胞受到损伤以至凋亡。

2 酒精可抑制神经营养因子的抗细胞凋亡作用,致使胚胎细胞过度凋亡而形成畸形。

神经营养因子是一组主要由神经元的靶细胞产生的多肽, 由两条肽链组成, 与神经系统的分化、发育、存活及功能维持密切相关, 主要包括神经生长因子( NGF) 、脑源性神经营养因子( BDNF) 、神经营养素-3( NT-3) 、神经营养素-4/ 5( NT-4/ 5) 、睫状神经营养因子( CNT F) 、胶质细胞源性神经营养因子( GDNTF) , 碱性成纤维细胞生长因子( bFGF) 和胰岛素样生长因子-1( IGF-1) 也有神经营养因子的特性。

近年来的研究发现, 神经营养因子可维持和延长神经细胞的存活, 阻止或减少神经细胞的凋亡。Rahman-H等在体外培养中发现, 如果加入NGF或BFGF 的同时, 加入一定浓度的酒精, 神经细胞的存活时间明显缩短, 很快出现凋亡。Seabold-GK在孕16 天大鼠胚胎脑皮质神经元的培养中分别加入NGF、BNGF 或NT-3 后, 神经元的存活时间明显延长, 当同时加入一定浓度的酒精时, 细胞很快凋亡。Dohrman-DP通过动物在体实验提出, 酒精对NGF 维持和延长神经细胞存活的抑制作用是通过降低NGF 受体的活性而实现的, 并不能改变小脑NGF 水平。实验证明, IGF-1 对细胞凋亡有很强的抑制作用, 而酒精不仅有降低IGF-1 血浆浓度的作用, 而且可抑制IGF-1 受体的活性, 从而促进细胞的凋亡。1993 年

Breese-CR, 给孕鼠多次慢性饮酒, 其新生鼠的血浆IGF-1 浓度较正常新生鼠低14~ 41% 。

3 酒精与BCL-2

BCL-2 是B 细胞淋巴瘤/ 白血病-2( B-cell lymphoma/leukemia-2) 的缩写, 是研究最早的与凋亡有关的基因。它不仅存在于B 细胞淋巴瘤中, 也存在于许多正常组织和胚胎组织中。一般认为bc-l 2 通过抑制诱导凋亡的信号而在肿瘤发生中起作用, 并且bc-l 2 还可防止或延迟由C-射线, 糖皮质激素, 热休克和多种化疗药物所诱导的凋亡。近年来, 关于酒精对bc-l 2 表达及功能影响的报道不多, Heaton-MB, Moore-DB等1999 年报道, 出生后小鼠第一周酒精暴露, 第4、5 天的野生小鼠蒲肯野细胞神经元数目明显减少, 而过量表达bc-l 2 的转基因小鼠蒲肯野细胞数目无变化; 出生第4 天, 酒精小鼠bc-l2 家族成员bax 和bc-l xs mRNA 转录水平上升。这些提示了bc-l 2 家族可能在酒精致发育中神经元的损伤中有非常重要的作用, 但这种影响需要进一步的研究证实。

4 酒精干扰维生素A 体内代谢过程而引起发育异常

维生素A 及其代谢产物在胚胎生长发育中具有非常重要的作用。脊神经系统和肢体的正常发育被维甲酸( ret inoic acid RA) 所调控, 它是维生素A的活性形式, RA 的分布参与了正常脊椎动物胚胎器官形态发生, RA 能够诱导大量基因的转录,而其中的一些基因是器官发生过程中的重要环节,这种活动有可能被核RA 受体调节。

动物试验证明酒精能使胎鼠肝脏维生素A 含量下降, 并使肺和肾维生素A 含量上升, 使大鼠胚胎CRBP( celluar ret inol binding proten) mRNA 明显升高, GD12 天胚胎RA 受体-B mRNA 降低,GD20 天胎鼠大脑RA 受体-a 转录明显增加。提示母体酒精暴露可能改变了胚胎正常的维生素A代谢从而影响胚胎的正常发育。

据报道酒精能抑制维生素A-视黄醛-RA 的代谢, 其原理可能为, 酒精脱氢酶类中有些可以维生素A 为底物, 因此毒性剂量的酒精可成为代谢维生素A 的酒精脱氢酶的竞争性抑制剂, 竞争性的抑制了视黄醛的合成。同样, 乙醛也可以竞争性的抑制视黄醛转变成RA。Twa-l WO的实验证明了这一机理。他在体外培养的第8发育期的鹌鹑胚中加入1% 的酒精时, 有50% 的胚胎出现心血管异常; 如