浅谈滋养层细胞在胚胎植入中的作用

题目：浅谈滋养层细胞在胚胎植入中的作用院-系：生命科学与技术学院

专业：08生科

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上课时段：周二（10、11）

浅谈滋养层细胞在胚胎植入中的作用

摘要：胚胎植入是哺乳动物生殖的关键环节, 是一个非常复杂的过程。本文通过滋养层细胞的来源、生长、功能分化对滋养层细胞进行了概要的叙述，并对滋养层细胞在胚胎植入中的作用的阐述,为进一步阐明胚胎植入的分子机制提供思路。

关键词：胚胎植入；滋养层细胞

Abstract:Embryo implantation is an important and complicated physiological process in mammalian reproduction.The paper introduce embryo implantation by elaborating the origin growth, functional differentiation of trophoblast cells .The aim of the review is to suppor t some idea oft he molecule mechanism in the embryo implantat ion by expatiating the role of embryonic tr ophocytes in imbedding.

Key words: trophcyte; embryo implantation;

胚胎植入(emb ryo imp lan tat ion) 是指从卵子受精到胚泡着床的一系列细胞或分子生物学事件, 主要包括游离胚泡(f ree b lastocyst)、粘附和穿透(at tachmen t and penet rat ion)以及胎盘形成(p lacen tat ion) 。这一过程受许多因素的精确调节。激素、细胞因子、生长因子、粘附分子和细胞外基质均参与调节哺乳动物胚胎植人过程。在整个胚胎植入过程中,这些调节因素的表达、合成与分布状态沿着一定的空间和时间顺序发生变化, 而且它们之间存在着广泛的联系[1]。能否成功的植入取决于胚泡侵入性和子宫内膜接受性的密切合作。位于胚胎外围的滋养层细胞在胚胎侵入过程中发挥着关键的作用, 它通过分泌系列细胞因子和激素行使妊娠识别作用, 还通过分泌这些因子、激素的作用使胚胎对子宫内膜发生粘附及侵入的作用[2]。

1.1 滋养层细胞的来源

早期胚胎发育至囊胚时, 胚体细胞分为两层,外层细胞为滋养层细胞( t

rophoblast ) ; 内层为内细胞团(inner cell mas s) , 此时整个囊胚称为胚泡( blastocyst ) 。滋养层将来发育为绒毛膜、胎盘等胚外器官, 而内细胞团以后则发育为胚体及卵黄囊、尿囊、羊膜等[3]。

1.2 滋养层细胞的生长

滋养层细胞的生长与胚胎侵入和胎盘的发育同时进行,受促进因素和限制因素两个方面调控[4]。滋养层细胞的生长包括两个阶段,即原始血管网生成阶段和血管微循环结构生成阶段。血管内皮生长因子(VEGF) , 血小板衍生生长因子(PDGF) ,血小板活化因子( PAF)和血管生成素在早期的血管发育中至关重要。由间质细胞产生的肝细胞生长因子(HGF)和其c2met酪氨酸激酶受体在上皮细胞表达,参与调节滋养层细胞分化和生长,并且调节侵入的深度。其他参与调节滋养层生长的因子包括白细胞介素1 ( IL21)、干细胞因子、CSF21、IG F和T辅助细胞因子( Th) 。IL21和细胞集落刺激因子21都能够刺激滋养细胞生长和功能的发挥, IGFBP21、Th21、IFN2γ及TNF则可能会限制滋养层生长。这些相同的细胞因子/生长因子也可能影响滋养细胞生产人绒毛膜促性腺激素和黄体酮[5]。

1.3 滋养层细胞功能的分化

靠近子宫内膜的滋养层细胞分裂时只发生核分裂, 细胞质不分裂, 形成多核细胞。早期滋养层细胞叫细胞滋养层, 而多核细胞则构成合胞体滋养层(syncytiotrophoblast STB) , 也可以称为滋养层巨细胞。细胞分化导致其功能分化, 细胞滋养层通过一系列粘着分子附着到子宫壁及子宫内膜(endomet rium) 上。合胞体滋养层组织使胚胎和子宫联系更进一步, 子宫向合胞体滋养层发出血管, 并最终与合胞体滋养层接触, 胚外中胚层和滋养层细胞上的突起相连产生血管, 把营养由母体输送给胎儿, 胚胎和滋养层相连的胚外中胚层狭窄的基柄最终形成脐带( umbilical cord) 。合胞体滋养层细胞充分发育后, 形成由滋养层组织和富含血管的中胚层构成的器官绒毛膜(chorion)。绒毛膜和子宫壁融合形成胎盘[6]。

2 胚胎植入及其影响因素

胚胎植入( implantantion ) 又称胚胎着床( imbed) , 是胚胎到达子宫进行定向定位后, 与子宫内膜上皮接触、粘附, 并侵入子宫内膜基质中,建立胚胎发育所必需条件的过程。成功的植入取决于胚泡侵入性和子宫内膜接受性的密切合

作。这两个方面与细胞分化/发育状态有关。细胞在生长发育过程有两种主要表型: 间充质/成纤维型和上皮型, 并能进行上皮-间充质表型转换(ep ithelial2mesenchymalt ran sfo rmat ion, EM T )。胚泡的滋养层细胞在转成侵入性时, 必须丢弃部分典型的上皮细胞特性: 顶质膜上表达细胞粘附分子, 或改变其运动特性。同样, 子宫上皮细胞在接受性的获得过程中, 极性结构逐渐消失, 甚至一些特征性蛋白(如钙粘蛋白、波形蛋白) 表达改变。子宫上皮细胞还发生行为变化, 以利于滋养层细胞侵入, 如在啮齿类动物中, 子宫上皮细胞从基膜处分离;人类和家兔, 上皮细胞通过向基膜伸出突起, 呈现一种半侵入行为[1]。

3 滋养层细胞在胚胎植入中的作用

3.1 滋养层细胞所分泌细胞因子和激素的作用

胚胎着床包括胚泡在子宫内膜的迁移、定位、粘附、入侵及子宫内膜蜕化反应等过程。滋养层细胞可分泌多种细胞因子, 参与局部的免疫调节。现已证实, 滋养层细胞可分泌集落剌激因子-Ⅰ(CSF-Ⅰ) , 粒细胞-巨噬细胞集落剌激因子( GM-CSF) 、IL-1、IL-6、I L-10、TNF-、TGF- 、IFN-等[7]。此过程中, 胚胎外围滋养层这些物质作为一种化学信号, 对子宫上皮细胞起作用, 以抑制前列腺素的分泌, 维持功能性黄体产生孕酮, 刺激和维持子宫内膜功能, 支持早期胚胎发育。同时滋养层细胞还通过自分泌途径, 分泌多种细胞因子和激素, 如IL、EGF、CSF、IGF、绒毛膜促性腺激素等使胚胎作好侵入准备。使母、胎双方达到最佳结合状态[2]。

3.1.1 表皮生长因子

表皮生长因子是由53 个氨基酸组成的多肽, 其受体为一跨膜糖蛋白, 具有酪氨酸激酶活性,EGF与EGFR结合引起EGFR构象发生变化, 激活位于羧基端的酪氨酸激酶, 启动一系列生物学反应。EGF可以促进生殖系统细胞增殖和分化, 促进子宫内膜细胞发生蜕膜化, 介导性激素的某些功能, 其作用与类固醇激素的作用类似。有人实验证明在妊娠第4天切除卵巢用孕酮维持延迟着床的小鼠, 子宫内注射EGF成功地启动了胚胎着床[8] 。在体外培养基中加入EGF明显能增加胚胎的孵化率和生长率, 滋养层细胞的侵入能力能增加几倍。

3.1.2 白细胞介素（IL-1）

滋养层细胞可产生IL-1, 通过旁分泌作用于母体免疫系统,在植入过程中,