血清松弛素\弹性纤维及elafin与女性盆底功能障碍性疾病

[摘要] 盆腔脏器脱垂危险因素主要是支持盆底器官的盆底肌肉组织结构和功能异常。最近有关盆底支持组织的成分和基因改变的研究倍受关注。血清松弛素具有松弛盆腔韧带的作用,盆底支持组织中结缔组织的主要成分是细胞外基质,包括弹性纤维、弹性蛋白等,elafin作为弹性蛋白酶抑制因子,可维持上皮细胞的完整性。弹性纤维的代谢及相关成分的改变会引起组织弹性降低,使盆底支持结构薄弱。本文将弹性血清松弛素、弹性纤维及其相关成分,elafin在盆底功能障碍性疾病发病机制中作用的研究结果做一综述。

[关键词] 松弛素; 弹性纤维; 弹性蛋白; elafin; 盆底功能障碍性疾病

[中图分类号] R711 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2010)13-15-03

Serum Relaxin,Elastic Fiber and Elafin and Female Elvic Floor Dysfunction

GAO Dehong WANG Xi ZHANG Jing LI Yunpeng

Daqing Subsidiary Longnan Fifth Hospital,Daqing 163453,China

[Abstract]The major risk factors for pelvic organ prolapsed,when the pelvic floor muscles support the pelvic organs,tissue structure and function abnormalities.Recent pelvic floor to support the organization and genetically modified ingredients research drawn greater attention.Serum relaxin has a role in relaxation of pelvic ligaments,Pelvic floor to support the main component of connective tissue is the extracellular matrix,including the elastic fibers,elastin,etc.,as elastase inhibitor elafin,we can maintain the integrity of epithelial cells. Elastic fiber and associated components of the metabolic changes might lead to organizational flexibility to reduce,weak pelvic floor support structures to promote.Therefore,this paper will be flexible in serum relaxin,elastic fiber and associated components,elafin in pelvic floor dysfunction,the role of disease pathogenesis be done to review the findings.

[Key words]Relaxin; Elastic fiber; Elastin; Elafin; Elvic floor dysfunction

女性盆底功能障碍性疾病(female elvic floor dysfunction,FPFD)包括一组因盆腔支持结构缺陷或退化、损伤及功能障碍造成的疾病。以盆腔器官脱垂(elvic organ rolase,POP)、女性压力性尿失禁(stress urinary incontinence,SUI)和生殖道损伤为常见问题。弹性纤维是细胞外基质(ECM)的组成成分,主要由成纤维细胞、大动脉平滑肌细胞、弹性软骨的软骨细胞等产生,弹性蛋白作为构成弹性纤维的主要成分,赋予组织器官弹性。其影响因子-转化生长因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)和fibulin-5(又称develoing arteries and neural crest EGF-like rotein,DANCE)从分子水平揭示了其在弹性蛋白表达中的调控作用。本文着重从血清松弛素、弹性纤维、弹性蛋白及elafin探讨FPFD的发病机制。

1 血清松弛素

松弛素(relaxin,Rlx)最早是妊娠中发现的,可能改善孕妇血流动力学状态。Rlx在体内分布广泛,是参与多种功能调节的活性多肽,具有先兆的抗纤维化作用,抑制成纤维细胞的增生、分化及活化,抑制胶原的合成和沉积,促进间质金属蛋白酶诱导的胶原降解。松弛素是肽类激素家族成员之一,这一家族由7个基因所编码,包括RLN1-3,以及胰岛素样基因INSL3-6。最近研究发现,在骨骼肌撕裂性损伤后,局部给予松弛素可以抑制纤维化、促进胶原纤维再生[1]。松弛素是内源性肽类物质,有促进血管生成、创伤愈合等作用,改善纤维化组合的胶原沉积。国内外学者的研究表明,Rlx促进前列腺癌[2]、子宫内膜癌的发生发展,可能是一个新的内分泌调节基因[3]。

2 弹性纤维

弹性纤维是ECM中的一个组成部分,它赋予组织以伸缩性和可逆的变形能力,其存在于哺乳动物的每个器官中。皮肤和腱的弹性纤维由成纤维细胞产生,在大血管则由平滑肌细胞产生。这些组织来源的弹性蛋白在形态和生化特征上较为一致,被称为I型弹性蛋白;耳、会厌和喉软骨等的弹性软骨组织是弹性组织的特化形式,这些组织来源的弹性蛋白被称为Ⅱ型弹性蛋白。弹性纤维包含两种组分:均质状物质和微原纤维。均质状物质即弹性蛋白(elastin),它是一种橡胶样的弹性体,为无定形;微原纤维即原纤维蛋白微原纤维(fibrillin microfibril,FMF),其是由结构糖蛋白排列组成,包裹在均质状物质周围。微原纤维先于弹性蛋白出现,对于弹性蛋白分子组装成弹性纤维具有组织作用[4]。

盆底支持组织的衰弱与PFD的发生密切相关,弹性纤维作为调节支持组织力学特性的关键成分,其含量和代谢活性的变化近年来逐渐引起研究者的重视。Liu等[5]研究表明,赖氨酰氧化酶样蛋白1(1ysyloxidase-like-1,LOX1)催化弹性蛋白的交联而使之在基质中沉积。妊娠过程中阴道壁组织出现动态改变,LOX1表达下降,使弹性纤维的交联受阻,形成不稳定的弹性纤维,易于断裂分解。LOX1的缺乏引起生殖组织在分娩后不能重新补足弹性纤维,因此导致POP。弹性纤维的降解主要由弹性蛋白酶(elastase)催化。弹性蛋白酶是一种肽链内切酶,也属于一种丝氨酸蛋白酶,广泛存在于哺乳动物的各种组织和体液中。弹性蛋白原在生理条件下能被许多蛋白酶,如人中性粒细胞弹性蛋白酶(human neutrohil elastase,HNE)、胰蛋白酶分解。近年来Chen等研究绝经前女性SUI患者阴道组织中的HNE和基质金属蛋白酶(MMP)活性,结果表明,由于HNE、MMP活性增加,SUI组患者的盆底组织促弹性组织离解活性增强。由此提示弹性纤维的合成代谢在阴道壁的重建和恢复中作用显著,同时合成过程中的相关成分缺失及降解过程中酶的活性增强,不可避免地造成了PFD的发生。

3 弹性蛋白

弹性蛋白是弹性纤维的主要成分,影响弹性纤维蛋白表达的相关细胞因子在弹性蛋白表达调控中发挥着重要作用,其调控作用的发生是多水平、多层次的,且与产生弹性蛋白的细胞种类及其分化状态、细胞周期等因素有关。与PFD关系最为密切的两个细胞因子:TGF-β和fibulin。TGF-β是一组多功能的生长因子,有促进成纤维细胞生长、增殖和ECM合成的作用,其分为TGF-βl、β2、β3亚型,各亚型功能不完全相同。Carrington等[6]分别用不同浓度的各亚型对创伤角膜进行培养,结果只有TGF-β1增加基质再生,增加角膜细胞增殖,且是惟一促进成纤维母细胞分化的亚型,故TGF-βl与弹性纤维的增加和ECM的增生关系最为密切。Neumann等[7]通过实时荧光聚合酶链式反应(RT- PCR)方法检测发现TGF-β2的增多可使弹性蛋白的总RNA含量增加。由此可见,TGF-β可作用于组织的成纤维细胞,促使其合成弹性蛋白为主的ECM成分,从而促进组织的弹性和韧性。Fibulin-5是ECM蛋白fibulin家族中的最新成员,为一含448个氨基酸的糖蛋白。Fibulin-5广泛分布于富含弹性蛋白的组织,能直接与原弹性蛋白结合,并将后者锚于细胞表面,这对形成弹性纤维十分关键。Tsuruga等[8]研究表明,fibulin-5仅存在于分泌原弹性蛋白的细胞中,并随原弹性蛋白基因的表达而表达。且当原弹性蛋白mRNA表达降低时,fibulin-5 mRNA表达也降低,这表明fib-lin-5的基因表达可能直接或间接地受原弹性蛋白基因表达的调控,其对弹性蛋白的生成十分关键。

Takacs[9]等运用RT-PCR方法检测伴有或无阴道壁脱垂患者阴道前壁组织中fibulin-5的mRNA水平及蛋白表达情况。结果显示,有阴道壁脱垂患者fibulin-5表达明显低于无阴道壁脱垂者。Rahn等[10]进一步研究了fibulin-3缺如的小鼠盆底支持器官情况,发现26.9% fibulin-3缺如的小鼠随着年龄的增长,其阴道、会阴、直肠脱垂逐渐发生,且不管小鼠是否发生脱垂,fibulin-5在阴道组织中的表达随着年龄的增长而减少。结果表明fibulin-3、fibulin-5在维持盆底支持器官中十分重要。Fibulin表达的变化可能在POP中起着关键性的作用。

elafin基因位于20q12~q13,约2.3 kb,属于“train”家族,编码的多肽含有117个氨基酸,其C末端富含丝氨酸的4个二硫键结构组成,起抗弹性蛋白酶的作用,N末端由可变数目的6肽重复结构组成,作为谷氨酰转移酶底物的锚状结构,该结构使得大部分elafin表达产物通过共价铰链与细胞外基质中的蛋白组分(如层粘蛋白)以及上皮细胞膜覆盖型连接,从而使细胞外基质和上皮细胞免受弹性蛋白酶的破坏溶解[11]。elafin的转录激活具有细胞专一性,且在天然免疫中具有免疫调节作用。elafin的表达受人中性粒细胞弹性蛋白酶(human neutrohil elastase,HNE)、白细胞介素1B(IL 1B)和肿瘤坏死因子等调节[12]。Elafin、角蛋白16、XVII型胶原和lakohilin 1始终被鉴定为上调的细胞外基质基因,蛋白质印迹法、竞争性定量PCR和免疫荧光细胞染色法证实,elafin在骨盆成纤维细胞中表达[13]。Chen等[14]又研究绝经前女性SUI患者阴道组织中的HNE和MMP活性,其中HNE可上调elafin基因表达。结果表明,由于HNE活性增加和胰蛋白酶抑制物(ATT)表达减少使得在分泌期SUI组的盆底组织促弹性组织离解活性增加。与MMP-2相比,HNE是弹性蛋白酶活性更重要的调节物。弹性蛋白酶特异性抑制物elafin是天然内源性抑制物,处于低水平表达状态,而在SUI阴道组织中其基因高表达,尤其是与HNE的相互作用在对SUI盆底支持组织中弹性纤维的质和量可能有影响,值得进一步研究。

综上所述,弹性纤维的重塑及其相关成分的变化对维持女性盆底结构和功能的完整起着非常重要的作用。目前多数对弹性纤维的研究主要局限于肺和大动脉,而对PFD患者盆底支持组织中有关弹性纤维的研究相对较少,尚未能深刻揭示其潜在的分子机制。故进一步研究女性PFD中弹性蛋白基因或蛋白的表达变化及分子机制,对该类疾病的防治具有重要意义。

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(收稿日期:2010-03-10)