医药学论文：白血病抑制因子在生殖中的研究概况

白血病抑制因子(leuckemia inbibitory factor,LIF)为白介素6(IL-6)家族中一员, 有6种白细胞介素的多向性的细胞活素，最早因它能抑制髓样白血病细胞系M 的增殖和促进其分化而得名［1］。LIF在不同的组织和细胞中有不同的生物学活性, 能调节胚胎干细胞、原始生殖细胞、肝细胞和内皮细胞等多种细胞的生长和分化。近来大量研究表明,LIF可影响生殖活动的多个环节,包括卵泡的生长发育,胚胎的生长、发育、分化、着床等方面，本文就其在生殖方面的重要作用综述如下。

 

　　1 LIF及其受体的结构与信号传导

 

　　LIF基因是单拷贝基因，在人和鼠分别位于第22号和第11号染色体上，由3个外显子和2个内含子组成。LIF受体复合物由一个低亲和性受体（LIFR）及一个高亲和性受体（gp130）组成。LIFR还有LIFRα及LIFRβ两条链。LIF先以较低亲和力与受体α结合，然后与gp130相互作用形成亲和力高的复合物，二聚体形成后gp130磷酸化，激活Janus酶，磷酸化下游的信号传导子及转录激活子（stat）蛋白，从而进入核内激活下游转录因子，产生一系列的生物效应。

 

　　2 LIF与胚胎发育

 

　　早在1988年Smith等就发现LIF能抑制胚胎干细胞（ES）的分化，并保持其增殖潜能。而重组LIF抑制了鼠胚芽细胞的变异，抑制原始外胚层形成，但可诱发原始内胚层分化。此结果证明，LIF在鼠早期胚泡成长与发展中起重要作用。1999年Chen在人和鼠着床前的胚泡中均发现有LIF及LIF受体的转录［2］,同年Hirzel报道LIF表达缺失可导致斑点臭獾的胚泡滞育，而增加LIF的浓度则可使滞育的胚泡重新发育并着床。而且，RT-PCR检测LIF的浓度表明，胚泡滞育时LIF的浓度低于胚泡重新发育时的水平［3］ ，证实LIF与胚泡发育有密切的联系。2004年Cheng［4］设计了在两胚胎原核阶段注入微量LIF抗敏感寡核苷酸以观察植入前胚胎的变化，发现随着注入剂量的增加，胚泡直径变小，胚胎发育到桑椹胚或胚泡阶段的比例逐渐降低，植入率也降低，而LIF的表达也随着注入剂量的增加而下降，补充外源性LIF后胚胎发育至4-细胞、桑椹胚及胚泡阶段的百分比升高，但比正常组还是略低。由此说明LIF对胚泡发育是起关键作用的，但LIF缺失的胚泡仍可发育至正常胚泡阶段，又同时证明LIF不是胚泡发育必需的。
LIF还可以提高体外培养的人胚胎形成率，改善胚胎质量。1992年Steward［5］报道LIF缺乏的胚胎发育交杂和胚胎小。Penkov［6］研究对桑椹胚阶段在培养皿中添加不同剂量的LIF，结果显示，所有加入LIF的胚胎发育比对照组平均增加了3.16%，且植入时形成的胎盘也较好。这些证明LIF促进了胚胎的发育，是胚胎形成及发育中重要的细胞因子之一。

 

　　在卵泡液中也检测到LIF的表达，并且在排卵前成熟卵泡中，LIF蛋白浓度极高。Northem原位杂交及RT-PCR研究臭獾发现其子宫产生两种LIFβ转录产物，其浓度在胚泡发育期升高，在胚泡激活后有所减少［7］。这些研究表明，LIF可促进胚胎发育，提高胚胎质量及存活力：而且LIF可能通过促进胚胎的滋养外胚层发育从而提高胚胎的着床能力，提高胚胎从外界获取营养的能力。

 

　　3 LIP与胚胎着床

 

　　不孕妇女导致不孕的原因很大程度上是因为着床失败。胚胎着床是胚泡与子宫内膜之间复杂的相互反应过程，许多实验证明，LIF参与着床过程，对胚泡孵化、子宫内膜容受性和滋养层的黏附都有明显关系。LIF在子宫内的表达已在不同哺乳动物得到证明。LIF mRNA的转录和蛋白翻译主要在子宫内膜腺上皮细胞中完成，然后将合成的蛋白分泌到子宫腔中发挥作用［8］。

 

　　LIF表达减弱或缺失可能导致不孕。基因重组技术发现LIF基因缺陷雌鼠能够排卵，其卵子也能受精，但胚泡不能正常植入和发育，如果转移到野生型假孕鼠中，则胚胎能正常植入和发育，说明LIF是动物胚泡植入过程中必需的［5］。王琳等［11］用免疫组化和原位杂效方法研究了人子宫内膜异位症（endometriosis ,EM）不孕患者子宫内膜LIF基因表达情况，结果发现EM不孕黄体中期子宫内膜LIF表达下降致子宫内膜接受性低下，使胚胎着床障碍，可能是其不孕的主要原因。从正常可孕妇女子宫内冲洗液中可获得大量的LIF，而且于月经周期分泌中晚期表达增高。然而从不明原因不孕妇女子宫冲洗液中获得的LIF的浓度明显较同期正常可孕妇女子宫冲洗液中测得的LIF的浓度低［12］。而且LIF在可孕妇女滤泡期及黄体期的组织中的浓度明显高于不孕妇女。在可孕妇女的子宫内膜活检样品中检测到LIF mRNA的表达在月经周期的分泌中晚期（19～21天）呈表达高峰，而此期恰为胚胎着床的"窗口期"。人LIFR及gpI30在整个月经周期内均表达，LIFR主要分布于子宫内膜腔上皮，gpI30则在腔上皮和腺上皮中均有发现［13］。Lusine［14］2004年研究报道：在"种植窗"期不孕患者表现出LIFR和gp130的分泌降低，且重组人LIF对提高不明原因不孕妇女种植率有帮助。但是GiessR［15］的研究却认为，不孕妇女LIF基因中出现了三个点突变，导致LIF蛋白与LIF受体结合力下降，而且LIF蛋白生物活性也降低，从而导致着床失败，而非LIF分泌数量减少所致。2004年Steck［16］等认为LIF基因突变可能是不明原因不孕及IVF-ET后着床失败的原因之一。尽管目前关于LIF与不明原因不孕症是基因问题还是调节问题尚无定论，但是这些研究却足以证明LIF与不明原因不孕症的发生存在一定程度的联系。

 

　　在行IVP-ET过程中，其体外受精及胚胎移入子宫的成功率为80%～90%，而妊娠率只有20%～30%，妊娠率不高的主要原因之一是着床失败。所以胚泡能否着床是人类生殖起始的关键。许多细胞因子参与着床过程，目前LIF被认为是最关键的因子之一。Hambartsoumian 等［17］研究行IVF时多次植入失败的不明原因不孕患者，对不孕妇女的月经周期不同时期的子宫内膜LIF研究发现，LIF明显下调并且无LIF峰，进一步说明母体LIF是胚泡植入的前提条件，胚泡着床期LIF的下调可能是早期妊娠失败的原因。