蜕膜巨噬细胞在早期正常妊娠过程中的作用研究进展.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 收稿日期：2024 年 01 月 03 日 作者简介：靳景园（1998），女，汉族，陕西省榆林市，在读硕士研究生，新疆医科大学，妇产科-生殖医学方向。-1-蜕膜巨噬细胞在早期正常妊娠过程中的作用研究进展 靳景园1 焦永慧2（通讯作者）1.新疆医科大学，新疆 乌鲁木齐 830054 2.新疆维吾尔自治区人民医院，新疆 乌鲁木齐 830000 摘要：摘要：在胚胎着床、分娩、产后的子宫复旧等一系列妊娠活动中，巨噬细胞均发挥着重要作用。子宫蜕膜巨噬细胞（decidual macrophage，dM）的极化状态和功能对子宫早期妊娠滋养细胞侵袭、子宫螺旋动脉重塑、内膜容受和免疫耐受形成方面产生深远影响。虽然 dM在人类妊娠过程中占据重要地位，但目前关于 dM在早期妊娠发挥的作用尚未完全明确，且 dM极化的比值变化可能是未来妊娠相关并发症治疗的重点。概述了目前关于dM在早期妊娠期的功能活动，以及目前的研究进展。关键词：关键词：妊娠；蜕膜巨噬细胞；极化；母胎界面 中图分类号：中图分类号：R392.12 妊娠时,由于胎儿携带父方的遗传物质，胚胎相对于母体子宫而言属于半同种异体移植物，所以正常的妊娠在母体免疫系统和胚胎细胞之间会形成特殊的免疫稳态即免疫耐受。母胎界面由滋养层细胞、蜕膜基质细胞和蜕膜免疫细胞共同组成。母胎界面的免疫细胞在滋养层侵袭、血管重塑、细胞间调节免疫应答和抑制炎症反应等方面发挥着关键性作用。在怀孕早期，胎儿来源的滋养层侵入子宫粘膜并重塑子宫血管。分化的子宫内膜基质组织即母体和胚胎的接触部位被称为蜕膜，在这里发生母胎界面的免疫耐受。在妊娠早期，母胎界面大量免疫细胞进行交流，建立炎症反应与免疫耐受之间的平衡，以维持妊娠，这些免疫细胞包括蜕膜 NK 细胞、蜕膜巨噬细胞（decidual macrophage，dM）和蜕膜 T 细胞、粒细胞、树突状细胞、肥大细胞、其他先天淋巴细胞（ILC）、蜕膜 B细胞等。1 巨噬细胞是一种多功能细胞，参与各种生物过程，如先天性免疫、适应性免疫、血管重塑、调节炎症、伤口愈合等2，它们的功能呈多样性，这种不同的功能是由于不同的组织微环境所导致的。在子宫蜕膜中，巨噬细胞是第二丰富的细胞群，仅次于 NK 细胞，约占白细胞总数 20%，目前的研究多指出它在妊娠，如母胎界面免疫耐受、滋养细胞浸润和螺旋动脉血管重塑以及子宫内膜耐受性的建立中发挥作用。1 巨噬细胞的分类 巨噬细胞是是人体重要的固有免疫细胞之一，构成先天免疫系统的一部分，可通过释放多种细胞因子激活获得性免疫反应，参与炎症反应，维持内环境稳态。它具有表型和功能的异质性。巨噬细胞具有高度可塑性，可以从一种表型转换到另一种表型。根据刺激物的不同目前被分为两个亚群 M1 型，即经典活化巨噬细胞和 M2 型，即替代活化巨噬细胞。M2 型巨噬细胞又可以分为 M2a，M2b，M2c 和 M2d 亚类。这些巨噬细胞的表面标志物和它分泌的细胞因子、发 挥 的 功 能 互 不 相 同。在 干 扰 素-（interferon-，IFN-）和 脂 多 糖（lipopolysaccha-ride，LPS）的诱导下，巨噬细胞被极化为 M1 型，参与抗原呈递、促炎细胞因子、一氧化氮（NO）产生。释放各种细胞因子和趋化因子，如白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、肿瘤坏死因子-（tumor necrosis factor-，TNF-）、NO、活性氧（reactive oxygen species，ROS）以及发生 Th1 型反应。M2 巨噬细胞由 Th2 细胞因子、白介素-4（interleukin-4，IL-4）或 白 介 素-13（interleukin-13，IL-13）诱导产生，是一种交替激活/再生类型，通过释放血管生成介质，抗炎细胞因子白介素 10(interleukin-10，IL-10)和转化生长因-(transforming growth factor-，TGF-)，抑制炎症，促进组织重塑、血管生成、免疫调节、伤口愈合。3 2 dM 的起源 目前关于 dM 的起源尚无定论，存在几种假设，中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-2-一种认为 dM 主要来源于骨髓中的单核细胞，单核细胞在着床前经血流迁移到子宫蜕膜中，在接受局部微环境刺激后分化为子宫巨噬细胞。另一种假说认为常驻免疫细胞的原位增值，即在女性月经周期中，巨噬细胞散在分布于子宫内膜并在子宫内膜腺体周围富集，受雌孕激素的影响其数量在分泌期早期开始增长，并于分泌期晚期继续增长。随着妊娠的发生，已经存在的巨噬细胞的开始增值，最终导致 dM 数量急剧增加达蜕膜白细胞总数的 20%30%，并且富集于胚胎着床位置4。关于 dM 的来源和组成还有待进一步的研究。3 dM 的分类 巨噬细胞广泛分布在人体组织中发挥免疫功能，它们可以根据周围微环境的变化从而表现出表型可塑性。本质上说，M1/M2 的活性来源于精氨酸代谢，它通过两个酶途径，分别是一氧化氮合酶代谢途径（iNOS）和精氨酸酶途径，它们可以相互调节。巨噬细胞根据接收到的周围信号和精氨酸池决定哪个途径占主导作用。当周围环境改变，巨噬细胞表型也可以相互转换5。妊娠后，dM 所处的微环境随着妊娠周期的变化而发生变化，而它所展现的功能也随之改变。有研究认为受孕后巨噬细胞耗竭会导致胚胎着床停滞，这表明了dM 对于妊娠的重要性6。巨噬细胞 M1/M2 极化存在于整个妊娠期。在胚泡着床前，dM 倾向于 M1 极化，等到滋养层附着子宫内膜层面并且侵入子宫基质后，变成 M1/M2 共同调节模式，后期 M2 型巨噬细胞比例逐渐上调，随着胎盘的形成，dM 则以 M2 型为主，防止母体对胎儿的免疫排斥反应，促进胎儿生长发育，直至胎儿分娩7 近年来，许多研究也报道 dM 并不能简单地归类于 M1 型或 M2 型巨噬细胞。Houser 等在孕早期蜕膜中鉴定了 CD14 dM 的两个不同亚群，CD11chigh和 CD11clow巨噬细胞，并表明它们不符合 M1/M2 巨噬细胞的常规分类。CD11chigh和 CD11clow亚群可以产生促炎和抗炎细胞因子，并具有相似的吞噬能力。CD11chigh低表达CD209和 CD206，在脂质代谢、炎症反应和抗原呈递中起重要作用。而 CD11clow高表达 CD209 和 CD206 与细胞外基质形成、肌肉调节和组织生长有关。Jiang 进一步将孕早期 dM 分为 3 个亚型，分别是 CCR2-CD11clow、CCR2-CD11chigh以及 CCR2+CD11chigh。CCR2+CD11chigh巨噬细胞表现出促炎特征，CCR2-CD11chigh亚群体现出抗氧化和抗炎作用，而CCR2-CD11clow广泛分布于蜕膜组织中，高表达 CD209 和主要组织相容复合体 II（major histocompatibility complex class II，MHC），可 能 在 母-胎 界 面 发 挥 呈 递 抗 原 的 作 用。CCR2-CD11chigh和CCR2+CD11chigh主要位于绒毛外滋养层细胞（extra villous trophoblast，EVT）附近，这表明它们可能参与滋养层侵袭的炎症平衡8。但也有研究认为 M2 巨噬细胞在母胎界面占主导地位，维持对胎儿的免疫抑制环境9。综上所述，由于 dM 的复杂性，它们在组织重建和炎症中的作用不能简单归结于某一个亚群，具有高可塑性的巨噬细胞可能在维持正常妊娠中发挥重要作用。4 dM 在早期正常妊娠中发挥的的作用 dM 在妊娠的所有阶段如着床、胎儿胎盘生长发育的过程都存在并且调节妊娠的过程。正常妊娠依赖发育及功能正常的胎盘和蜕膜。正常妊娠状态下，dM在蜕膜白细胞占比较大，主要通过促进重塑螺旋动脉、滋养细胞侵袭、改善子宫内膜容受性和诱导耐受来维持正常妊娠。4.1 滋养细胞侵袭 着床是胚胎到达子宫与子宫内膜上皮接触、黏附，并侵入子宫内膜基质中，建立胚胎发育所必须的条件的过程。着床的过程离不开 EVT 的作用，EVT 的侵袭力会随着妊娠周数的增加而减弱。由于巨噬细胞在蜕膜中的含量很高，因此巨噬细胞显着影响局部旁分泌环境，从而影响 EVT 功能。目前 dM 已被证明可以分泌一系列已知改变 EVT 活动的因素，但是 dM 对于 EVT活性的影响目前仍有争议。关于它们促进和限制 EVT侵袭的证据目前相互矛盾。例如：它们产生 TNF-和 IL-10，这两种物质都对滋养层细胞的活力有抑制作用。但是它们分泌 IL-1和 IL-8，它们被认为是促进侵入性因子。这些因素对 EVT 的最终影响目前尚不明确。但巨噬细胞的存在可能会影响滋养层细胞的增值，这对滋养层细胞充分入侵和防止过度入侵是至关重要的10。同时，滋养层细胞也可调节巨噬细胞表型变化。目前发现滋养层细胞的分泌包括巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、IL-10、白介素-34（interleukin-34，IL-34）、趋化因子配体 10（CXCL16）、透明质酸、血中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-3-管活性肠肽和核因子-Bligand 受体激活剂(RANKL)，都参与诱导巨噬细胞向 M2 型方向转化11。据报道，人类白细胞抗原 G5（Soluble human leukocyte antigen G5，HLA-G5）在正常妊娠期间的免疫耐受中起着至关重要的作用。HLA-G 是仅存在滋养层细胞中的蛋白，它是胎儿诱导免疫耐受的基本成分。目前已经证实，滋养层来源的 HLA-G5 可以将单核细胞分化为 M2 巨噬细胞，进而促进滋养层的侵袭能力12。Glycodelin-A 是一种大量存在于蜕膜中的糖蛋白，在胎儿母体防御和胎盘发育中起重要作用。它调节存在于蜕膜中部分免疫细胞类型的分化和活性。Glycodelin-A 可以通过Siglec-7 诱导人单核细胞向类似于 dM 的巨噬细胞分化。Siglec-7 通过产生胰岛素样生长因子结合蛋白1（IGFBP-1）促进滋养层侵袭13。4.2 子宫螺旋动脉重塑 母胎界面的血管具有独特的作用，子宫内膜的血液由子宫动脉的分支供应，子宫动脉通过子宫肌层和内膜时变成螺旋动脉。妊娠时期，子宫胎盘血流量大幅度增加，在 EVT 的作用下，子宫螺旋动脉重新被改造成低阻力、薄壁血管，以提供妊娠期间高流速的血液来满足正常胎儿生长发育的需求。子宫螺旋动脉重塑时，血管壁内皮细胞和平滑肌细胞逐渐缺失，血管壁被纤维组织及 EVT 取代。主要有蜕膜相关的重塑和滋养细胞相关的重塑。蜕膜相关的重塑又名不依赖滋养细胞的螺旋动脉重塑，它的特征是血管平滑肌细胞（VSMCs）的紊乱和分离，内皮空泡形成14。滋养细胞依赖的子宫动脉重塑期 VSMCs 进一步分离和迁移，滋养细胞分泌纤维蛋白样物质取代动脉肌层，血管内皮细胞消失15。子宫螺旋动脉重塑完成后官腔变大、管壁变薄，血流阻力降低，增加了母体向胎儿输送的血流，为胎儿的生长发育提供了足够的氧气和营养物质。多项研究表明，参与血管重塑的蜕膜白细胞中，巨噬细胞发挥着重要的作用16。一项针对从妊娠早期蜕膜中分离出 CD14+的巨噬细胞研究显示，CD14+的巨噬细胞在向螺旋动脉募集 EVT 方面没有作用，并且dM 对 VSMC 组织，形态或分化状态没有影响，它的机制主要是与蜕膜自然杀伤细胞和 EVT 等分泌的蛋白酶和生长因子发生协同作用，使 VSMC 形态改变，进而凋亡，最后巨噬细胞吞噬清除凋亡的 VSMC，使血管重塑过程顺利进行17。并且 dM 是基质金属蛋白酶（MMP）的主要来源，产生参与细胞外基质重构18。DM 还会产生多种血管生成生长因子以促进动脉重建。4.3 子宫内膜容受性建立 蜕膜化指的是子宫内膜基质成纤维细胞转化为专门的分泌蜕膜细胞，为胚胎植入和胎盘发育提供所必需的营养和建立免疫耐受19。在胚胎着床后，滋养细胞侵入子宫内膜，内膜基质细胞蜕膜化，子宫螺旋动脉重塑，维持妊娠。关于胚胎着床的机制复杂，至今仍未阐明。我国有研究发现，dM 可能通过 VEGF-A 参与子宫内膜容受性的构建，dM 可以使内膜血管通透性增强，血管迅速生长，从而血液供应更加丰富，激活胚泡着床，调控着床过程20。此外，M2 巨噬细胞被认为使蜕膜组织中全反式维甲酸（RA）产生的主要来源，而原位 RA 可以促进子宫内膜基质细胞蜕膜化21。dM 在诱导受损细胞凋亡中发挥重要作用，是适应子宫内胚胎生长发育和调节滋养细胞侵袭程度的重要过程。并且dM 通过分泌蛋白酶、生长因子、趋化分子、细胞因子和各种基质成分来协调血管生成和组织重塑。它也能参与细胞的凋亡，吞噬凋亡细胞碎片，保护邻近细胞免受炎症反应或细胞内容物的释放的影响。综上所述，dM 可能参与了子宫内膜容受性的建立，在促进胚胎生长发育的同时还维持着子宫内环境的稳态。4.4 免疫耐受与免疫调节 由于胚胎对于母体是半同种移植物，母体须对胚胎产生免疫耐受，但是过度的免疫抑制会降低外来病原体的宿主防御功能，所以母胎界面免疫稳态是成功妊娠的关键，作为子宫蜕膜重要的抗原提呈细胞，dM 的一个重要的功能就是维持母胎免疫平衡和耐受。T 细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域 3(Tim-3)是磷脂酰丝氨酸受体，它被认为是干预适应性免疫的重要靶标。Tim-3 可以在免疫细胞上表达，如 Th1细胞、巨噬细胞、树突状细胞和单核细胞。Tim-3 表达上调时，巨噬细胞极化偏向 M2 亚型，因此，Tim-3可能在母胎界面维持巨噬细胞介导的免疫耐受中发挥重要作用22。若阻断 Tim-3 会导致炎性粒细胞和巨噬细胞在子宫-胎盘界面处积聚并上调促炎细胞因子，从而引发局部免疫反应。炎性粒细胞增加促中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-4-进IFN-和TNF-的产生导致胎儿母体界面耐受性消除和促使胎儿排斥反应的发生。近期有动物实验发现Tim 可能参与子痫前期（PE）的发病机制，PE 样大鼠的 dM 中 Tim-3 表达降低，同时巨噬细胞中的促炎因子增加、抗炎细胞因子降低，M1 型巨噬细胞增加23。在免疫调节方面，dM 通过表达共刺激分子在 T细胞的调节过程中发挥作用。在妊娠早期 dM 表达 B7家族共刺激分子，负性调控 T 细胞活性。此外，dM来源的 IDO 和 TGF-可以诱导调节性 T 细胞分化24。dM 还参与蜕膜 NK 细胞的调节，dM 与蜕膜 NK 细胞间相互作用使蜕膜 NK 细胞产生 IFN-，从而诱导 dM表达 IDO。dM 还可以分泌 IL-10、前列腺素 E2（PGE2）等免疫抑制分子。IL-10 是诱导作用最强的一种，IL-10抑制了 TH1 型反应的发展，通过抑制促炎细胞因子的作用来调节免疫抑制和耐受25。总之，母胎界面上，dM 作为蜕膜最主要的抗原提呈细胞，通过抑制 T 细胞激活、诱导调节性 T 细胞分化及调控蜕膜 NK 细胞功能在母-胎界面发挥免疫调节的功能是母胎界面进行免疫调节和形成免疫耐受的基础。5 结语 成功妊娠需要母体的多系统、组织、细胞的共同调节，其中免疫调节起着重要作用。在子宫白细胞中，dM 无疑是关键的免疫调节剂，它在子宫滋养细胞侵袭、螺旋动脉重塑、内膜的容受性和母胎界面免疫的调节中均起着重要作用。它们在整个妊娠期的关键事件中呈现独特的动态表型，为胎儿提供适当的免疫微环境。深入研究 dM 在胚胎着床中的作用及机制能够进一步丰富胚胎着床理论，同时为临床治疗病理妊娠提供新的策略。但关于巨噬细胞极性的原位环境、促进调节失调的机制及其对健康妊娠和产科疾病的影响，仍存在知识空白，还需要我们不懈的努力。参考文献 1XuL,LiY,SangY,et al.Crosstalk Between Trophoblasts and Decidual Immune Cells:The Cornerstone of Maternal-Fetal ImmunotoleranceJ.Front Immunol.2021(12):642392.2ShapouriMoghaddamA,Mohammadian S,Vazini H,et al.Macrophage plasticity,polarization,and function in health and diseaseJ.Journal of Cellular Physiology.2018,233(9):6425-6440.3Funes S C,Rios M,Escobar-Vera J,et al.Implications of macrophage 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