血管形成与胚胎停育关系的研究进展

胚胎停育是指妊娠早期因某种原因所致胚胎停止发育，B超检查表现为妊娠囊内胎芽或胎儿形态不整，无胎心搏动，或表现为枯萎卵[1]。受生活方式、工作条件等多种因素影响，胚胎停育的发病率日趋上升。国内外研究表明它与感染、遗传、血型不合、免疫、内分泌、子宫病变以及环境等多种因素相关，其机制尚不十分明确[2-4]。近年来，针对其发病机制的研究中，血管形成对胚胎停育的影响越来越受到重视，这是因为在妊娠早期，血管发生和血管生成是胚胎发育和胎盘形成的基础，而这一过程受多种因素的影响。本文讨论了血管形成和早期胎盘形成的过程，并就目前研究较多的几种影响胚胎停育中血管形成的因素进行综述。

一、人类胎盘的血管形成

众所周知，人类胎盘的血管形成经历两个连续的过程，血管发生(vasculogenesis)和血管生成(angiogenesis)。血管发生，这是第一个血管的形成，是通过具有多分化潜能的间充质细胞分化为血红素成血管干细胞。接下来的血管生成，是由已经存在的血管发展为新生血管。在血管发生过程中，最早期的原始毛细血管的形成是通过血红素血管生成干细胞的原位分化而来，这种干细胞来源于多能间充质细胞。血红素血管生成干细胞进一步分化成血红素成血管干细胞，这种细胞能成为成血管细胞，即内皮细胞祖细胞；还能成为血红素成血管细胞，即造血细胞祖细胞。接下来，在血管生成过程中，新血管由已经存在的血管发展而来。血管生成常被用来描述成血管细胞的迁移、来自于已存在的血管的内皮细胞的发育以及内皮细胞的萌芽。多种因素影响血管发生和血管生成，通过自分泌或旁分泌的方式直接或间接地刺激内皮前体细胞增殖及分化[5]。

二、早期胎盘形成

绒毛膜绒毛是胎盘结构和功能的重要组成部分[6]，在胎盘形成初期，原始的绒毛膜绒毛树状结构由三部分构成，两个滋养层和一个胚外中央胚层。来自于胎盘的胎儿的血管生成是毛细血管的局部重新形成的结果，而这个毛细血管起源于胎盘绒毛的间充质前体细胞(血管发生)[7],而不是胚胎血管突入胎盘。血管发生和血管生成的过程大多局限于胎盘发育的绒毛树状结构形成期[8]。胎盘的血管发生以多能间充质细胞的分化开始。在妊娠5周时，早期胎盘绒毛开始发展为间充质绒毛，胎儿的毛细血管片段通过血管发生而逐渐形成。这些绒毛在妊娠第7到8周时发展成不太成熟的中级绒毛。从第9周开始，之前的毛细血管网通过血管发生和分枝状血管生成扩展开来[6,9]。有研究者[10]应用体视学方法定量研究60例早期自然流产患者(其中15例为胚胎停育患者)的绒毛血管生成状况。通过对绒毛超微结构观察，认为早期自然流产患者绒毛组织的血管生成异常，这可能与绒毛滋养层细胞和血管内皮细胞的超微结构病变有关,它们共同参与了早期自然流产的发生发展过程。

三、目前的研究表明血管形成受多种因素的影响

1.血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF):VEGF参与从受精、着床、胎盘形成、胎儿生长发育到分娩全过程[11]。胚胎学研究证明，血管的发育除了部分遗传机制的影响，VEGF的作用可能是最特异和最关键的。VEGF是一种内皮细胞的特异性有丝分裂原,对血管内皮细胞有生长刺激作用和趋化作用，对于形成新血管、维持血管壁的完整性和通透性有重要意义。在胎盘绒毛的发育过程中，最原始的血管发生是由VEGF及其受体所诱导的[5]。Krussel等[6]研究证实,VEGF在人类种植前的胚胎中表达对于着床过程中的血管形成是必需的。Demir 等[5]的研究显示，VEGF 能够明显提高妊娠早期滋养细胞的合体化程度并促进绒毛外滋养细胞的侵蚀与增殖，VEGF 的调节异常可引起早期绒毛血管生长异常，最终导致受精卵着床失败以及胚胎停育。

2.促血管生成素(Angiopoietin，Ang):Ang是由血管内皮细胞分泌的一组促进血管生成的生长因子。在早期胎盘，促血管生成素是通过绒毛外和绒毛细胞滋养层以及功能合体细胞滋养层的体外分化而表达[12]。促血管生成素在胚胎着床过程中协同作用于母体子宫内膜微环境,从而保证胚胎的正常植入。在血管生成过程中,VEGF和Ang是重要的促血管生成因子[12]。在VEGF协同作用下,Ang-1促进血管网形成、血管管腔增粗及血流量增加,并能维持这种结构的稳定[13]；而Ang-2则启动血管降解的信号促进血管退化。有研究者[14]认为Ang低表达,不能为胚泡的植入创造良好的环境,不能为已植入的胚泡提供有效的血管网，即不能为胚胎生长提供足够的血供,因而不能维持妊娠。

3.胎盘生长因子( placental growth factor，PLGF):PLGF是极具活性的促血管生成因子之一，主要合成部位是滋养细胞，其对于胎盘的绒毛膜血管形成以至胚胎的生长、发育都很重要[15]。有研究者[16]通过研究发现，PLGF在早期胚胎停育组绒毛和蜕膜组织中的表达均明显低于正常对照组，提示PLGF可能参与早期胚胎停育，并且由此推断，由于某些原因滋养细胞功能遭到破坏，合成PLGF能力下降，导致绒毛外细胞滋养细胞增殖、分化和浸润能力减弱，不能有效地侵入子宫内膜，子宫螺旋动脉重塑受阻，绒毛内血管发育障碍，胎盘血管网络形成不良，影响胎盘的氧气供应及血液供应；缺氧同时使PLGF分泌减少，胎盘缺氧进一步加重，最终导致胚胎早期停止发育。也有研究者[17]认为，当各种调节因素导致PLGF 活性下降或表达失衡时，孕早期细胞滋养细胞内DNA的合成和细胞增殖减少，绒毛外滋养细胞浸润活性下降，再加上脐静脉内皮细胞与微血管内皮细胞迁移增生受阻，胎盘绒毛膜血管形成障碍，导致胚胎停育。

4.缺氧诱导因子-1α(Hypoxia-Inducible Factor-1,HIF-1α):HIF-1α是胎盘主要的调节氧代谢平衡的因子，因其对氧浓度高度敏感，被称为“缺氧基因表达的总开关”[18]。妊娠早期，胚胎生长发育是在相对缺氧的环境中进行的。滋养细胞分化和子宫胎盘血管网络的建立决定了胎盘的发育情况。HIF通过调控滋养细胞功能，从而影响血管的发生和血管的生成。HIF-1α高表达对维持滋养细胞的功能十分重要。HIF-1α活性上调可使细胞在低氧和局部缺血环境下的生存能力增加，增加缺氧组织的血管生成。各种不良因素导致的HIF-1α表达降低，胚胎耐低氧能力减弱，滋养细胞增殖、分化受到影响而导致胚胎停育[17]。

5.可溶性血管内皮生长因子受体-1(soluble fms-like tyrosine kinase,sFLT-1):sFLT-1为血管内皮生长因子受体的一种,由于它仅有胞外配体结合区,保留了与VEGF高亲和力的特性,但缺少跨膜区和胞内区,缺乏酪氨酸激酶活性,其与VEGF结合后抑制其促血管生长的作用[19]。sFLT-1是VEGF和PLGF的内源性拮抗剂[20]。越来越多的证据表明VEGF通过调节FLK1(又被称作VEGFR2)转录的选择性剪接来直接刺激sFLT-1的产生[21]。缺氧诱导因子-1(HIF-1)、促血管生成素II(Ang II)及腺苷等都会刺激sFLT-1的生成[22-24]，这些因子也会刺激VEGF的生成及增大VEGF的功能。它们可能通过VEGF信号通路来调节sFLT-1的产生[25]。Maynard 等[26]观察到,血清中升高的sFLT-1 可直接作用于血管内皮细胞,引起其形态异常和功能紊乱,并抑制新生血管的生成,导致胎盘血管形成受到抑制,子宫螺旋小动脉重铸过程障碍而造成胎盘缺氧,临床进一步发生、发展为胚胎停育而影响妊娠结局。有研究表明[27-28],妊娠初期，胚胎在一个相对缺氧的环境中发育,后来，随着滋养层细胞的不断侵入,胎盘供氧得到缓解,母-胎物质交换得以完善,在缺氧条件下sFLT-1- mRNA 表达明显升高,增加的sFLT-1降低了VEGF在胎盘血管网络发育过程中的诱导血管生成作用,引起血管生成障碍,进而导致胚胎停育。

四、小结

在整个妊娠过程中，从受精卵着床到胎盘形成，从胎儿宫内生长发育到分娩都离不开母体丰富的血流供应，其中血管的良好发育起着关键性的作用，直接影响妊娠结局。但目前妊娠初期胎盘及胎盘血管网络的形成机制尚不确切，无法深入阐明早期胚胎停育的机制。因此，对血管形成异常与胚胎停育关系的深入研究具有重要的科学价值和临床实践价值。

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