Rho/ROCK信号通路与子痫前期发病的关系

夏建妹 柳杰 傅向红 王志华

[摘要] 子痫前期（preeclampsia， PE）是妊娠期特有的疾病，是指既往血压正常的育龄妇女妊娠20周后出现高血压和蛋白尿或终末器官受损等一系列临床症状的疾病，其发病率和病死率有逐年增高的趋势，也是全世界孕产妇和围产儿发病及死亡的主要原因之一。子痫前期疾病发病机制尚不明确，但目前公认的发病机制是在妊娠早期胚囊植入子宫内膜层时滋养细胞侵袭能力的异常和子宫螺旋小动脉重铸障碍导致胎盘浅着床，从而产生高血压、蛋白尿等一系列子痫前期疾病的临床症状。而研究证实Rho/ROCK信号传导通路通过调节滋养细胞和血管内皮细胞形态、极性的改变、细胞骨架的重建、细胞迁移、增殖、凋亡以及侵袭等方面起着重要的作用，因此推测子痫前期疾病的发生、发展的整个过程可能都有Rho/Rock信号传导通路的参与，并起着重要的作用。

[关键词] Rho；ROCK；信号通路；子痫前期

[中图分类号] R714.24+4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2016）09-0151-04

[Abstract] Preeclampsia （preeclampsia， PE）， a pregnancy-specific disease， defines the disease accompanied with a series of clinical symptoms， such as hypertension and proteinuria or end-organ damage， in women with 20 weeks of gestation period who were previously normotensive. The incidence and mortality have increased year by year， and it is one of the world's leading causes of maternal and perinatal morbidity and mortality. The pathogenesis of preeclampsia disease is not clear， but the currently accepted pathogenesis is that a series of clinical symptoms， such as hypertension and proteinuria， occur when the abnormal invasion of trophoblast cells and uterine spiral arteries recasting barrier lead to shallow placental implantation in the period of embryo implantation in endometrium layer of the early pregnancy. The study confirmed that Rho/ROCK signaling pathway played an important role by regulating morphology， polarity， cytoskeleton reconstruction， cell migration， proliferation， apoptosis and invasion of trophoblast cells and vascular endothelial cell， and therefore it is presumed that Rho/Rock signaling transduction pathways may involve in the whole process of the occurrence and development of preeclampsia disease， and may play an important role.

[Key words] Rho； ROCK； Signaling pathway； Preeclampsia

子痫前期疾病是妊娠期特有的疾病，可累及全身多个脏器系统，其发病率和病死率均较高，严重威胁着母婴健康，不仅是孕产妇发病及死亡的主要原因之一，也是导致围产儿并发症发病和死亡的主要原因。虽然国内外对此疾病有着广泛的研究，病因学说多种，涉及多领域，认为可能与胎盘缺血缺氧﹑免疫因素﹑血管内皮损伤以及遗传因素等有关[1-4]。但其发病机制至今悬而未决，依然是产科领域研究的热点，而目前公认的学说认为，子痫前期是在妊娠早期胚囊植入子宫内膜层时滋养细胞侵袭能力的异常和子宫螺旋小动脉重铸障碍导致胎盘浅着床，从而产生高血压、蛋白尿等一系列子痫前期疾病的临床症状。而研究证实Rho/ROCK信号传导通路中的Rho、ROCK蛋白在调节滋养细胞和血管内皮细胞形态、极性改变、细胞骨架重建、细胞迁移、增殖、凋亡以及侵袭等方面起着重要的作用[5，6]，因此推测Rho/ROCK信号传导通路可能在子痫前期疾病的发生、发展中也发挥了重要的作用。故本文现将子痫前期疾病发病和Rho/ROCK信号传导通路的关系做如下综述。

1 Rho/ROCK信号通路的组成、结构、功能

Rho/ROCK信号通路是由Rho蛋白、Rho激酶和肌球蛋白磷酸酶（myosin phosphatase，MP）三种关键信号分子组成的。Rho蛋白属于GTP酶家族成员的小分子鸟苷酸结合蛋白。1985年，Rho首先被克隆出，是Ras同源物（Ras homologue，Ras同源），称“Ras相关单体GTP酶”[7]，由三种异构体分别为RhoA、RhoB和RhoC以及Rac1、Rac2、Cdc42等一起组成Ras单体GTP酶超家族（Rho超家族）。Rho蛋白是通过调控肌动蛋白的组装而调节各种细胞骨架运动、细胞形态改变、细胞周期、基因转录和超氧阴离子的产生等多种生物效应，在细胞信号传导通路中起着信号转换器或分子开关的作用[8]。研究证明，RhoA， RhoB和RhoC的mRNA在人体的大部分组织和细胞中均有表达，但不同组织和细胞中其表达水平差异明显[9]。

Rho激酶属于丝/苏氨酸蛋白激酶家族成员，又称为Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶（Rho associated coiled coil forming protein kinase，ROCK），是Rho下游靶效应分子，其功能是目前研究最为透彻、最具特性的，包括ROCK Ⅰ和ROCK Ⅱ两种同种异构体。其结构包括氨基端（N末端）的催化激酶结构域为db1的同源（db1 homology，DH）区（催化区）；被半胱氨酸-富锌区域分裂的PH（pleckstrin homology）结构域的羧基端（C末端）；以及能与Rho-GTP 结合的中间部分卷曲螺旋结构域，大约含600个氨基酸。ROCK激活过程如下：Rho转导的活化信号通过磷酸化Ser854和Thr697而激活ROCK，激活的ROCK通过介导下游一系列磷酸化/脱磷酸化反应，最终促进了肌动蛋白微丝骨架的聚合[10，11]，进而发挥多种生物学效应，如细胞形态、极性的调控、细胞骨架的重建以及细胞迁移、细胞增殖、细胞转录等[12]，其具体过程如下：激活的ROCK导致底物肌球蛋白磷酸化失活，肌球蛋白不能脱磷酸使细胞浆内磷酸化肌球蛋白轻链水平升高，从而增加肌动-肌球蛋白交联，肌动蛋白微丝骨架的进一步聚合。研究发现，Rock-Ⅰ和Rock-Ⅱ广泛存在分布于人体组织中，因其结构不尽相同分布部位也不相同，发挥的生物学效应也有各自的特性，在肝、脾、肾、卵巢及睾丸中主要集中分布的是Rock-Ⅰ，而在脑、骨骼肌、膀胱、胎盘和蜕膜中则分布的是Rock-Ⅱ[3-4]。

2 Rho/ROCK信号传导通路与子痫前期的关系

2.1 子痫前期的发病机制

子痫前期（preeclampsia，PE）是指既往血压正常的孕妇在妊娠20周以后突然出现高血压和蛋白尿和（或）全身多发终末器官受损，如肝酶上升、血小板进行性下降、胎盘早剥以及严重的中枢神经系统症状（即子痫）。目前PE的发病机制尚未完全阐明，但现今广为公认的PE病因学说认为胎盘发育障碍，即在妊娠早期胚囊植入子宫内膜层时滋养细胞侵袭能力的异常和子宫螺旋小动脉重铸障碍导致胎盘浅着床，从而产生高血压、蛋白尿等一系列子痫前期疾病的临床症状[13]。胎盘是维持胎儿在子宫内生长发育的重要器官，具有物质合成、交换、代谢以及防御功能，更是调节母体与胎儿大环境平衡的特异性器官。因此当胎盘发育障碍时，这个平衡状态就会被打破，产生一系列的临床症状。正常妊娠胎盘发育生理，子宫螺旋小动脉管壁平滑肌细胞、内皮细胞会随着妊娠继续而渐渐凋亡，被绒毛外滋养细胞所取代，并向子宫壁肌层生长可深达浅肌层，从而充分重铸子宫螺旋小动脉，扩大了血管管径，降低了子宫胎盘低阻力循环，使得胎儿生长发育需要得到满足。但子痫前期患者的螺旋小动脉只有蜕膜层血管重铸，滋养细胞在子宫壁的浸润过浅（胎盘浅着床），血管管径扩张不足，使胎盘血流量减少不充分，从而引发子痫前期一系列的临床表现。

2.2 Rho/ROCK信号传导通路与子痫前期的关系

胚泡着床是指胚泡逐渐埋入子宫内膜的一个既复杂又精细的过程，不但需要母体和胚胎的协同作用，同时在时间和空间上均受到精密的调控。着床是指囊胚的滋养层细胞定位、粘附、突破、侵入子宫内膜黏膜层的过程。因此滋养层细胞的粘连能力和子宫上皮的容受能力在这个过程的起始和发展中都具有举足轻重的作用[14-15]。Rho/ROCK信号传导通路不但可以促使粘连斑和张力纤维的形成，而且参与整合素介导的细胞粘连，因此在调节细胞粘连的局部接触部位和应力纤维的形成等方面起着重大的作用[16-18]。目前滋养细胞侵入能力下降导致的胎盘浅着床是公认的子痫前期疾病发病的主要机制[19-20]，故对滋养细胞侵袭能力下降机制的探讨是研究子痫前期疾病的病因学关键的步骤。

至今许多研究证实Rho/ROCK信号传导通路与子痫前期疾病的发生发展有着密切的关系：Heneweer等[21]通过体外模型研究证实，在人类胚胎植入过程中Rho对滋养细胞在黏附及穿透子宫内膜细胞过程中起重要作用。Ark M等[22]研究发现Rock Ⅱ不但在正常妊娠和子痫前期患者胎盘中的滋养细胞均有表达，而且实验结果表明Rock Ⅱ与正常妊娠胎盘相比在子痫前期患者胎盘的表达有显著的增加，且在正常妊娠胎盘不能检测到活化的RockⅡ，而在子痫前期患者的胎盘中能检测到。Shiokawa等[23]研究也发现，在细胞滋养细胞胞质中均可发现RhoA、ROCK的表达，且RhoA在细胞滋养细胞胞质呈强阳性表达，但RhoA在合体滋养细胞中未发现表达，而ROCK在合体滋养细胞中也有表达，并通过与ATP竞争性抑制的Y-27632选择性剂证实，ROCKⅡ可以通过剂量依赖形式抑制滋养细胞的侵袭和迁移，从而造成滋养细胞侵袭能力的异常。由此推测，在胚囊植入子宫内膜过程中ROCKⅡ在滋养细胞表达水平的变化可能直接影响胎盘植入浸润的过程，导致子痫前期的发病。

2.3 Rho/ROCK信号传导通路和滋养细胞凋亡

有研究表明，滋养细胞凋亡在胎盘结构形成方面起到重要的作用，正常妊娠晚期胎盘的发育为了保证母儿间物质交换的顺利进行，绒毛滋养细胞表面是不连续的，在不连续的断点下方的基底部沉积着起到支架作用的纤维蛋白[24-26]，而正是滋养细胞的凋亡导致绒毛滋养细胞表面的不连续结构的形成。Baczyk D等[27]研究也认为，早期胎盘滋养细胞凋亡过度可能使细胞滋养细胞在植入子宫内膜时子宫螺旋小动脉重铸受影响，从而使胎盘浅着床；同时合体滋养细胞凋亡的增加可能降低合体滋养细胞在胎儿和母体间物质交换和分泌功能，进而加重胎盘缺血、缺氧等病理改变，促进子痫前期疾病发展。

研究证实妊娠过程中滋养细胞的凋亡与肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）密不可分。ROCK参与TNF-α诱导的内皮细胞凋亡过程并且在凋亡早期即出现，并活化caspase，表明肌动蛋白细胞骨架调节内皮细胞的凋亡可能通过定位在细胞上的特殊元件直接调控完成[28]。研究证实肌动蛋白细胞骨架不但在维持细胞形态、细胞运动起着重要作用，而且在细胞的各种生物活动如增殖、接触抑制、生长和凋亡中也起着关键作用[29]。通过TNF-α处理的鼠纤维母细胞可以观察到，ROCK参与调节细胞凋亡形态学改变是通过激活caspase裂开的部位（DETD1110-1113）裂开，继而激活肌动蛋白-肌球蛋白收缩系统而启动的。因此推测，ROCK在参与子痫前期发病机制中的滋养细胞凋亡过程可能也是通过改变细胞骨架或降低Bcl-2的表达来进行调节控制的，由此得出Rho/ROCK信号传导通路在子痫前期疾病的发病发生中的细胞滋养细胞凋亡起着重要作用。

2.4 Rho/ROCK信号传导通路与血管平滑肌舒缩的关系

众所周知，子痫前期的病理基础是全身小动脉痉挛，小动脉的痉挛和血管平滑肌舒缩功能失调密切相关，而血管平滑肌舒缩功能失调是与一氧化氮（nitric oxide，NO）生成减少密切相关的，而血管内皮细胞NO产生减少是在Rho/ROCK信号传导通路RhoA介导调控下调内皮型一氧化氮合酶（endothelialnitric oxide synthases，eNOS） mRNA的表达从而抑制eNOS的第1177位丝氨酸磷酸化实现的[30]。且通过活化RhoA对eNOS的表达有抑制的作用，反之抑制RhoA的表达eNOS的表达会上调。因此推测，Rho/ROCK信号传导通路参与子痫前期发病的机制不仅在妊娠早期影响绒毛滋养细胞的侵袭异常，还可能通过调控eNOS表达异常而使NO生成减少致使血管平滑肌舒缩功能失调来参与子痫前期疾病的发展过程。

3 结语

总之，Rho/ROCK信号通路在子痫前期疾病的发生发展的整个过程都起着重要作用，即在早期妊娠由于Rho/ROCK信号通道在某种调控下使胚囊植入子宫内膜过程中胎盘螺旋小动脉重铸障碍，而导致胎盘浅着床，为子痫前期疾病产生建立病理基础，又同时随着孕周的增加，Rho/ROCK信号通道通过某种因素的调节活性增强，导致全身血管内皮细胞的损伤、小血管痉挛，最后产生PE的一系列临床症状，而具体在妊娠过程中是何种因素在起着重要的调控作用，还需进一步的探索。

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（收稿日期：2015-11-05）