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蜕膜巨噬细胞在母胎界面调控机制的研究进展

2017-04-09王楠何亚萍王健

生殖医学杂志 2017年9期
关键词:母胎蜕膜表型

王楠,何亚萍,王健

(上海市计划生育科学研究所 国家卫生计生委计划生育药具重点实验室,上海 200032)

蜕膜巨噬细胞在母胎界面调控机制的研究进展

王楠,何亚萍*,王健

(上海市计划生育科学研究所 国家卫生计生委计划生育药具重点实验室,上海 200032)

母胎界面免疫状态的形成和维持是妊娠过程得以建立和顺利进行的关键,而蜕膜免疫细胞在其中发挥了重要的调控作用。在妊娠早期的蜕膜组织中,蜕膜巨噬细胞(dM)由M1转变为M2型,发挥抗炎和吞噬作用,调节蜕膜局部的免疫功能,参与调控胚胎植入和妊娠维持过程。

母胎界面; 蜕膜巨噬细胞; 免疫耐受

(JReprodMed2017,26(9):946-950)

胚胎相对于母体子宫而言属于半同种异体移植物,因此,在植入和怀孕期间,必须在母体免疫系统和胚胎细胞之间形成特殊的免疫稳态,以允许胚胎的存活和正常发育,这种在母胎界面形成的免疫稳态,称之为免疫耐受[1]。母胎界面的免疫细胞在滋养层侵袭、血管重塑、介导细胞间的免疫应答和抑制炎症反应等方面具有关键性作用,对该稳态的形成产生了积极的影响。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稳态和免疫耐受。妊娠期间的母体免疫系统经历深刻的变化以允许和促进胚胎的生长发育,因此,在母胎界面形成了巨大且独特的母体免疫细胞的集合,这些免疫细胞及其相对比例包括:蜕膜自然杀伤细胞(dNK,70%)、蜕膜巨噬细胞(dM,20%)、T细胞(10~20%)以及少量的树突状细胞(DC)、B细胞和NKT细胞[2]。在这些免疫细胞中,dNK在怀孕早期占有优势,但在随后的滋养层浸润发生时经历广泛的凋亡过程[3],与dNK不同,构成妊娠早期蜕膜白细胞第二大群体的dM在整个妊娠过程中其数量相对恒定[4],并且可能在正常妊娠的建立和维持中发挥着重要的作用。

一、母胎界面巨噬细胞的起源

通常认为,最先迁移到损伤部位的局部细胞和/或粒细胞产生可溶性的介质,募集单核细胞到炎症部位,迁移的单核细胞在外周血中停留1~2 d后从血管外渗并进入组织,在那里最终分化为组织巨噬细胞[5]。有资料显示,当人CD14+单核细胞被Toll样受体(TLR)激动剂激活时能够快速分化为两个不同的亚群。外周血中的巨噬细胞发挥抗原功能,它们可以通过吞噬作用去除微生物,并使炎症介质的影响最小化。

由单核细胞形成的组织巨噬细胞根据它们的表型和功能特征,通常被分为两个亚群:经典激活途径的巨噬细胞或M1巨噬细胞以及由另一种方式活化的巨噬细胞或M2巨噬细胞[8],这两种巨噬细胞在表面标志物、细胞因子分泌和效应物功能方面各有不同。M1巨噬细胞主要通过表面标志物如CD86、CD80、主要组织相容性复合体(MHC)classⅡ、IL-1R、IL-6、IL-12、IL-23、IL-1b、胶原样结构巨噬细胞受体(MARCO)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、趋化因子9(CXCL9)、CXCL10、CXCL11等来参与促炎症Th1型免疫应答反应[9],它们通常被干扰素-γ(IFN-γ)单独或IFN-γ/LPS联合诱导来杀灭微生物;而M2巨噬细胞具有免疫抑制性质,并参与清除凋亡细胞和组织重塑等生命活动,仅具有微弱的杀菌作用,通常由M-CSF、IL-4、IL-10、IL-13、肿瘤生长因子-β(TGF-β)、免疫复合物、补体、真菌、寄生虫以及其他各种信号诱导产生[10]。基于对M2巨噬细胞的体外研究,又可以将其分为3种主要的表型:由IL-4、IL-13诱导的M2a,由与TLR配体结合的免疫复合物诱导的M2b以及由IL-10诱导的M2c[11]。组织巨噬细胞这两种亚群的划分并不是绝对的,根据局部组织微环境,M1和M2巨噬细胞亚群可以从一种表型转移到另一种表型。

随着人类妊娠过程的进行,促炎细胞因子如IL-2、IFN-γ等减少,而IL-4、IL-10等抗炎细胞因子增加,由于dM分泌促炎和抗炎两种类型的细胞因子,起初人们认为无法按照常规的M1型和M2型巨噬细胞将其进行分类[12]。后来有资料显示,dM在植入早期偏向M1表型,随后当外滋养层细胞侵入子宫基质时,它们转变为混合的M1和M2表型,巨噬细胞直到充足的胎盘-胚胎血液供应系统建立以后,这种混合种群才转向主要是M2表型的巨噬细胞,最终在分娩中发挥作用[13]。Wang等[14]报道早期dM表达较低水平的CD206、较少的IL-10和较多的IL-12,从而具有较低的IL-10/IL-12比例;而中期dM则表达更高水平的CD206、更多的IL-10和更少的IL-12,由此具有更高的IL-10/IL-12比例,显示出更强的M2极化特性。此外,子宫巨噬细胞的基因表达谱也显示在早期妊娠子宫中发挥一系列作用的巨噬细胞与M2表型的关系更为密切。

组织中的巨噬细胞由于具有抗原呈递,细胞因子、趋化因子、血管生成生长因子和蛋白酶的分泌以及吞噬作用等,在血管生成、宿主防御、免疫应答、组织发育、代谢、重塑和修复以及维持体内平衡中发挥重要的作用。

巨噬细胞通过捕获组织中的抗原分化成未成熟的DC,然后通过内皮迁移回淋巴结,发育成成熟的DC[17]。后来的研究表明,人类蜕膜组织中的巨噬细胞可以作为提供功能性树突状细胞来源的细胞池[18]。Wang等[14]也证明,中期dM分化成具有免疫抑制性质的DC细胞,这在维持成功受孕所需的体内平衡中起到了重要的作用。

4.母胎界面单克隆非特异性免疫抑制因子(MNSF)-β对dM生物学功能的调控作用:MNSF是泛素样家族成员,其表达不具有细胞或组织特异性,参与调控细胞分裂、免疫应答、应激反应和核转运等。MNSF-β参与调控小鼠巨噬细胞中TLR-2信号途径[25],而IFN-γ能诱导小鼠巨噬细胞中MNSF-β的表达[26]。有研究证实,MNSF-β可以共价结合促凋亡蛋白Bcl-G形成复合物,通过下调Cox-2的激活来促进LPS/IFN-γ诱导的Raw264.7细胞和小鼠腹腔巨噬细胞的凋亡[26]。另有文献报道,MNSF-β/Bcl-G复合物可能通过作用于p53上游信号途径而促进p53的表达,同时下调细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号活性来抑制Cox-2的表达,从而促进LPS/IFN-γ或NO诱导的小鼠巨噬细胞的凋亡。

调控真核生物蛋白质活性的主要机制涉及将泛素或泛素样蛋白通过异肽键的形成共价连接到赖氨酸的ε-氨基上。endophilin是一种胞吞相关蛋白,人类endophilin基因家族又称为EEN基因家族[27],有I、Ⅱ、Ⅲ三种类型,它们的同源性高达89%,其中endophilinⅡ在人体的分布范围最广。MNSF-β与endophilin家族成员之一的endophilinⅡ在C末端Gly74和Lys294之间连接,共价结合形成的MNSF-β/endophilinⅡ复合物可激活核因子kB激酶抑制剂(IKK)的上游信号途径,从而抑制小鼠巨噬细胞的吞噬作用和炎症反应,同时可增强MNSF-β对经酵母多糖诱导的巨噬细胞中TNF-α合成的抑制作用,但并不抑制TLR2下游的信号传导[28]。

Nie等[29]在研究中首次报道MNSF-β与胚胎植入的相关性:MNSF-β mRNA在小鼠胚胎植入当日在植入位点的表达水平显著低于其在非植入位点的表达水平,且主要在子宫内膜基质细胞中表达。随后,Wang等[30]的报道也表明,MNSF-β蛋白在植入位点的表达水平要显著低于其在非着床位点的表达水平。蜕膜组织中的dNK细胞合成分泌的IFN-γ能诱导dM中MNSF-β的表达并促进T细胞、B细胞膜上MNSF-β受体的表达,从而增强MNSF-β对T细胞、B细胞增殖及免疫活性的调控作用,而dM细胞内表达的MNSF-β又能抑制该类细胞中Cox-2、TNF-α和p53的表达。由于母-胎界面TNF-α的高表达不利于妊娠维持,所以MNSF-β可通过抑制蜕膜T细胞和巨噬细胞合成分泌TNF-α,促进母-胎界面免疫耐受状态的形成[31]。

四、小结与展望

[1] 李大金.母-胎界面交互对话介导母-胎免疫耐受[J].生殖医学杂志,2014,23:209-211.

[2] Erlebacher A.Mechanisms of T cell tolerance towards the allogeneic fetus[J].Nat Rev Immunol,2013,13:23-33.

[3] Trundley A,Moffett A.Human uterine leukocytes and pregnancy[J].Tissue Antigens,2004,63:1-12.

[4] Vince GS,Starkey PM,Jackson MC,et al.Flow cytometric characterisation of cell populations in human pregnancy decidua and isolation of decidual macrophages[J].J Immunol Methods,1990,132:181-189.

[5] Mosser DM,Edwards JP.Exploring the full spectrum of macrophage activation[J].Nat Rev Immunol,2008,8:958-969.

[6] Lin H,Lee E,Hestir K,et al.Discovery of a cytokine and its receptor by functional screening of the extracellular proteome[J].Science,2008,320:807-811.

[7] Faas MM,Spaans F,De Vos P.Monocytes and macrophages in pregnancy and pre-eclampsia[J].Front Immunol,2014,5:298.

[8] Mantovani A,Biswas SK,Galdiero MR,et al.Macrophage plasticity and polarization in tissue repair and remodeling[J].J Pathol,2013,229:176-185.

[9] Ning F,Liu H,Lash GE.The role of decidual macrophages during normal and pathological pregnancy[J].Am J Reprod Immunol,2016,75:298-309.

[10] Murray PJ,Allen JE,Biswas SK,et al.Macrophage activation and polarization:nomenclature and experimental guidelines[J].Immunity,2014,41:14-20.

[11] Mantovani A,Sica A,Sozzani S,et al.The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization[J].Trends Immunol,2004,25:677-686.

[12] Pazos M,Sperling RS,Moran TM,et al.The influence of pregnancy on systemic immunity[J].Immunol Res,2012,54:254-261.

[13] Jaiswal MK,Mallers TM,Larsen B,et al.V-ATPase upregulation during early pregnancy:a possible link to establishment of an inflammatory response during preimplantation period of pregnancy[J].Reproduction,2012,143:713-725.

[14] Wang H,He M,Hou Y,et al.Role of decidual CD14(+) macrophages in the homeostasis of maternal-fetal interface and the differentiation capacity of the cells during pregnancy and parturition[J].Placenta,2016,38:76-83.

[15] Bartmann C,Segerer SE,Rieger L,et al.Quantification of the predominant immune cell populations in decidua throughout human pregnancy [J].Am J Reprod Immunol,2014,71:109-119.

[16] Sayama S,Nagamatsu T,Schust DJ,et al.Human decidual macrophages suppress IFN-gamma production by T cells through costimulatory B7-H1:PD-1 signaling in early pregnancy [J].J Reprod Immunol,2013,100:109-117.

[17] Randolph GJ,Beaulieu S,Lebecque S,et al.Differentiation of monocytes into dendritic cells in a model of transendothelial trafficking [J].Science,1998,282:480-483.

[18] Nagamatsu T,Schust DJ.The immunomodulatory roles of macrophages at the maternal-fetal interface [J].Reprod Sci,2010,17:209-218.

[19] Bulmer JN,Johnson PM.Macrophage populations in the human placenta and amniochorion [J].Clin Exp Immunol,1984,57:393-403.

[20] Werb Z,Foley R,Munck A.Interaction of glucocorticoids with macrophages.Identification of glucocorticoid receptors in monocytes and macrophages [J].J Exp Med,1978,147:1684-1694.

[21] Gustafsson C,Mjosberg J,Matussek A,et al.Gene expression profiling of human decidual macrophages:evidence for immunosuppressive phenotype [J/OL].PLoS One,2008,3:e2078.

[22] Co EC,Gormley M,Kapidzic M,et al.Maternal decidual macrophages inhibit NK cell killing of invasive cytotrophoblasts during human pregnancy [J].Biol Reprod,2013,88:155.

[23] Russell DG,Yates RM.TLR signalling and phagosome maturation:an alternative viewpoint [J].Cell Microbiol,2007,9:849-850.

[24] Geijtenbeek TB,Gringhuis SI.Signalling through C-type lectin receptors:shaping immune responses [J].Nat Rev Immunol,2009,9:465-479.

[25] Nakamura M,Watanabe J,Watanabe N.Ubiquitin-like protein MNSFβ regulates TLR-2-mediated signal transduction[J].Mol Cell Biochem,2012,364:39-43.

[26] Watanabe J,Nakagawa M,Watanabe N,et al.Ubiquitin-like protein MNSFβ covalently binds to Bcl-G and enhances lipopolysaccharide/interferon gamma-induced apoptosis in macrophages [J].FEBS J,2013,280:1281-1293.

[27] So CW,Caldas C,Liu MM,et al.EEN encodes for a member of a new family of proteins containing an Src homology 3 domain and is the third gene located on chromosome 19p13 that fuses to MLL in human leukemia [J].Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94:2563-2568.

[28] Nakamura M,Watanabe N.Ubiquitin-like protein MNSFβ/endophilin II complex regulates Dectin-1-mediated phagocytosis and inflammatory responses in macrophages [J].Biochem Biophys Res Commun,2010,401:257-261.

[29] Nie GY,Li Y,Hampton AL,et al.Identification of monoclonal nonspecific suppressor factor beta (mNSFbeta) as one of the genes differentially expressed at implantation sites compared to interimplantation sites in the mouse uterus [J].Mol Reprod Dev,2000,55:351-363.

[30] Wang J,Huang ZP,Nie GY,et al.Immunoneutralization of endometrial monoclonal nonspecific suppressor factor beta (MNSFbeta) inhibits mouse embryo implantation in vivo[J].Mol Reprod Dev,2007,74:1419-1427.

[31] 何亚萍.免疫抑制因子MNSFβ在母-胎界面作用机制的研究进展[J].生殖与避孕,2014,34:46-53.

[32] Medeiros LT,Peracoli JC,Bannwart-Castro CF,et al.Monocytes from pregnant women with pre-eclampsia are polarized to a M1 phenotype [J].Am J Reprod Immunol,2014,72:5-13.

[33] Lash GE,Pitman H,Morgan HL,et al.Decidual macrophages:key regulators of vascular remodeling in human pregnancy[J].J Leukoc Biol,2016,100:315-325.

[34] Gu Y,He YP,Zhang X,et al.Deficiency of monoclonal nonspecific suppressor factor beta (MNSFβ) promotes pregnancy loss in mice [J].Mol Reprod Dev,2015,82:475-488.

[编辑:侯丽]

Advancesinregulationmechanismofdecidualmacrophagesatmaternal-fetalinterface

WANG Nan,HE Ya-ping*,WANG Jian

ShanghaiInstituteofPlannedParenthoodResearch,NPFPCKeyLaboratoryofContraceptiveDrugs&Devices,Shanghai200032

The formation and maintenance of the immune state at the maternal-fetal interface is the key to establishment and smooth progress of the pregnancy process.The decidual immune cells play an important regulatory role.In the decidual tissue of early pregnancy,macrophages (decidual macrophages,dM) are changed from M1 to M2 phenotype.Decidual macrophages play anti-inflammatory and phagocytic effect,regulate the local immune function of the decidual,and participate in the regulation of embryo implantation and pregnancy maintenance process.

Maternal-fetal interface; Decidual macrophages; Immune tolerance

10.3969/j.issn.1004-3845.2017.09.018

2017-03-04;

2017-04-21

国家自然科学基金面上项目(81671459)

王楠,女,河北廊坊人,硕士研究生,药理学专业.(*

)

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