動物所JBC論文揭示妊娠早期母體交感興奮導致妊娠結局失敗的新機製
妊娠失敗給育齡婦女的家庭和身心健康都帶來嚴重傷害,最近文獻統計,妊娠失敗在全球育齡婦女中的比例高達25-40%,已成為當今一個全球性的醫學-社會問題。近年來基礎和臨床醫學的研究發現:多數妊娠失敗病人的病因都起源於胚胎植入時期的異常,流行病學的研究也發現妊娠早期母體緊張焦慮與後續妊娠中出現的流產或妊娠綜合症密切相關。然而,母體在妊娠早期的緊張如何影響胚胎植入並導致後續妊娠流產的原因還不得而知。
由於哺乳動物的子宮受到交感神經的廣泛支配,動物所段恩奎領導的研究團隊認為:妊娠早期母體緊張導致的交感興奮可能會迅速直接作用於子宮的腎上腺素受體,從而改變正常的子宮-胚胎的相互作用。
該實驗室以小鼠為模型研究發現:如果早期妊娠小鼠在胚胎植入前一過性地激活β2腎上腺素受體可嚴重破壞胚泡在子宮內的正常分布。在此情況下胚胎植入雖然能夠按時發生,但由於植入位置的不正確,妊娠中期出現大量胚胎流產或發育不良,最終導致小鼠產仔量顯著降低。體內外功能研究表明:這種一過性的β2腎上腺素受體激活對子宮內的胚胎並無明顯不良影響,卻嚴重破壞了該時期子宮的正常收縮,進而導致進入子宮的胚胎不能被運輸到正確的位置植入。進一步的研究發現β2腎上腺素受體激動導致子宮收縮抑製是通過下遊cAMP-PKA信號通路所介導,並且和之前發現的另一個胚胎植入重要分子LPA3的特異下調有關。以上結果揭示胚胎植入前子宮正常收縮介導的宮內胚胎正確定位對胚胎的後續發育具有深遠的影響,錯誤的胚胎植入位置會導致一係列連鎖反應,引起妊娠失敗或妊娠疾病。
在人類妊娠中,宮內胚胎正確定位(子宮體的底部)的過程與小鼠有類似的機製,均受子宮正常收縮的嚴格調控,如果植入位置異常將會導致流產或妊娠綜合症(例如胎盤前置)。母體在早孕時期的機體/心理緊張引起的交感興奮可能是導致子宮收縮異常及胚胎定位錯誤的一個原因。
由於該研究還發現在小鼠中這種β2腎上腺素受體異常激活導致的妊娠不良影響能夠通過敲除β腎上腺素受體或給予β2腎上腺素受體拮抗劑進行有效的挽救,故提示腎上腺素類藥物在調控植入前子宮的不正常收縮中具有潛在的臨床應用前景。
該研究於2011年2月11日發表於Journal of Biological Chemistry(JBC),共同第一作者是段恩奎研究組的博士生陳琦和張瑩。
Qi Chen1, Ying Zhang1 (1equal contribution), Hongying Peng, Li Lei, Haibin Kuang, Li Zhang, Lina Ning, Yujing Cao and Enkui Duan* Transient β2-Adrenoceptor activation confers pregnancy loss by disrupting embryo spacing at implantation. J Biol Chem. 2011 Feb 11;286(6):4349-56.(原文鏈接)
本研究得到了國家“發育與生殖”重大科學研究計劃,中國科學院知識創新方向性項目和國家自然科學基金的資助。

圖1. 苔盼藍反應顯示小鼠妊娠第5,6天的植入位點。圖中顯示妊娠第4天一過性的激活β2 腎上腺素受體嚴重破壞植入位點在子宮長軸上的均勻分布,導致胚胎擁擠。

圖2. 小鼠妊娠第12天組織切片比較正常植入位點和擁擠的植入位點(左圖)。右圖顯示妊娠第12天由於胚胎擁擠形成的三胞胎。圖中可見三個胚胎擁擠在同一個胎盤上,三個胚胎呈現不同發育程度,左邊最小的胚胎嚴重發育不良,趨於退化。

