胎盘结构新解读:算是滋养细胞的一部分

2015-11-13 09:00 来源:丁香园 作者:刘宇
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直观来讲,胎盘是母体与胎儿间的盘状结构,但是其生物学定义难以界定。Mossman 曾在其专著中对胎盘做了简化的说明:胎盘是指胎儿与母体子宫内膜间的交换结构。这一简化模型适用于解释羊等哺乳动物的无浸润胎盘结构,但是人体胎盘的母体面底蜕膜内含有浸润的绒毛血管。

人体胎盘的成分如何?母体胎盘的界面在哪里?胎盘功能异常会直接影响妊娠结局及后代健康,因此需进一步探索胎盘功能。最近的研究让我们对胎盘有了新的认识。

最近,英国剑桥大学滋养细胞研究所的 Graham 教授等对胎盘的认识进行总结,指出胎盘是与子宫内膜滋养细胞相互作用的体外器官,调节母体与胎儿间的相互适应,最好不用 Mossman 关于胎盘的结构定义,而应该从生理学水平上理解这一器官,文章最近发表在 AJOG  上。

Mossman 的理论认为胎盘的母体面为子宫内膜层,在妊娠早期转化为蜕膜,数层蜕膜细胞组成胎盘的基板,分娩后以恶露形式排出,因此胎盘的形成及其功能与子宫内膜层密不可分。然后,胎盘组织在异位妊娠部位可持续供应胎儿存活数月,活检病理显示滋养细胞未分化、母体面的胎盘组织结构紊乱。

着床是一个高度侵袭性过程,桑椹胚嵌入子宫内膜后,靠近内膜的一面形成合体滋养层,子宫内膜的间质细胞同步发生改变,便于包埋胚胎,利于其进一步嵌入内膜层生长。在妊娠早期(<12 周),生理性低氧环境促进内膜细胞腺体分泌生长因子及营养物质,促进胚胎器官的形成及生长。其他物种的胎盘研究认为胎盘可通过信号刺激内膜细胞分泌子宫乳蛋白,尽管此物质尚未在人类研究中得到证实,但孕早期子宫内膜的高分泌样改变及 A-S 反应支持此类假说。

合体细胞通过溶酶体途径促进内膜细胞分泌糖蛋白为胚胎成长提供营养,胚外体腔富含氨基酸。如果这一阶段缺乏有效的绒毛膜循环,营养将无法供应给胚胎。最近的研究显示,妊娠早期卵黄囊外膜存在特定的转运蛋白,对于胚胎早期发展具有重要作用,此蛋白在后期退化。

因此,早期的胎盘即绒毛膜卵黄囊结构,功能和其他哺乳动物一样,但形态学不同。考虑到妊娠早期内膜分泌功能与胚胎生长发育相关,有理由推测此期的绒毛膜卵黄囊结构形成障碍可能与后期的不良妊娠结局相关,如流产及胎儿宫内生长受限。

在妊娠头三个月的后期,原始胎盘经过重塑,形成明确的器官和滑膜层。这个过程与母体动脉循环有关,受局部氧化应激调节。这一形态的改变与地球大气中的氧浓度变化有关,是适应性改变。孕早期胎盘缺乏持续血流灌注,可控制器官形成期孕囊内的氧气水平,形成屏障以阻碍病毒、寄生虫。

近年来,人类环境受到污染,生活习惯改变较大,吸氧、吸毒等对胎盘的屏障作用提出了挑战。「反应停」致海豹畸形已说明胎盘屏障存在局限性。相反,最近的宏基因测序表明,妊娠期间胎盘存在母体共生菌,因此胎盘的屏障作用具有选择性,对胎儿免疫及代谢存在影响。子宫胎盘循环的建立有赖于子宫内膜螺旋动脉由收缩状态转变为舒张的血管。绒毛外滋养细胞在这个过程中起着关键作用,可从胎盘绒毛的尖端浸润至内膜基底层。

子宫自然杀伤细胞的激活是成功妊娠的必须条件,滋养细胞的 HLA-C 配体与 uNK 细胞表达的杀手免疫球蛋白样受体结合,促进滋养细胞进入内膜层,同时杀伤细胞分泌生长因子调节子宫螺旋动脉维持胎盘血供。

我们知道胎盘母体叶存在很多细小的分支,其合体细胞部分嵌入子宫内膜层,与母体循环存在交换,由于无局部炎症反应,这一过程常被认为是被动的过程。然而,现在研究显示这一活化过程与母体的信号转导有关同时存在逆转录病毒蛋白参与免疫调节。胎盘自妊娠开始即分泌很多蛋白分子及微小核糖核酸,对母体血管内皮细胞、器官及免疫细胞有影响,相关研究不应局限在传统的内分泌方面。

Medawar 于 1953 年提出胎盘相当于同种异体移植物,然后最近的研究却显示胎盘细胞和母体免疫系统间的相互作用更像是生理性作用而非免疫作用。不过绒毛细胞表面缺乏 I 类和 II 类 HLA 抗原,从而为胎儿提供免疫保护。

Mossman 的理论认为胎盘的主要功能是交换,但忽略了其他功能。胎盘存在选择性运输结构,屏蔽母体非活化的激素及外源性物质,从而为胎儿提供相对独立的生存环境。胎盘也是一个主要的内分泌器官,分泌超过 100 种肽类激素和类固醇激素。孕早期动员母体的营养储备供哺乳及胎儿营养代谢,胎盘催乳素及生长激素产生抗胰岛素作用并促进脂肪分解,提高母体血糖和游离脂肪酸水平以用于胎儿交换。事实上,胎盘分泌的生长激素作用非常强大,甚至在孕中期可抑制母体自身的垂体分泌。促红细胞生成素和血管紧张素原调解孕妇心血管系统。

因此,胎盘是与子宫内膜滋养细胞相互作用的体外器官,调节母体与胎儿间的相互适应,研究人员建议最好不用 Mossman 关于胎盘的结构定义,而应该从生理学水平上理解这一器官。目前关于胎盘微观形态学的研究方兴未艾,要真正理解这一器官需要多学科协作研究。

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编辑: 张秦溪

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