医药学论文：表皮生长因子与胚胎发育和着床

关键词： 表皮生长因子 胚胎 发育 着床
摘要 　胚胎着床过程的调节十分复杂，近年来细胞生长因子参与胚胎发育和着床的功能研究十分热门，在细胞生长因子发挥作用的网络中，表皮生长因子起着举足轻重的作用，是着床过程顺利完成不可缺少的因子之一。本文就表皮生长因子改善胚胎发育、启动胚胎着床、调节植入过程等内容进行简要综述。
自1962年Cohen从雄鼠颌下腺分离提纯出表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF）以来，已证明EGF对多种组织来源的细胞增殖具有明显的促进作用。除颌下腺以外，人体的多种组织也EGF分布，如：十二指肠的Brnners腺、含中性粘蛋白的胃粘膜细胞系、外分泌腺体以及多种肿瘤细胞等。EGF还常见于包括精液、羊水在内的正常体液中。已经证实，在子宫内膜、蜕膜、着床前胚胎、滋养层细胞等生殖组织中存在EGF和/或EGF受体（EGF-R），EGF通过自分泌、旁分泌和内分泌途径，单独或通过细胞因子网络（cytokine net），参与内膜准备、胚胎发育、植入过程、妊娠维持、胎盘激素合成分泌等生理过程的调节[1～3]。
小鼠EGF是一种含53个氨基酸的单链多肽，编码小鼠EGF的信使核糖核酸（mRNA）含4 800对碱基，翻译出的EGF前体有1217个氨基酸残基，含数个糖基位点，与低密度脂蛋白（LDL）序列相似，因而EGF前体可能是一种有受体功能的膜糖蛋白。成熟的EGF分子内含3个二硫键，活性中心位于48～53个氨基酸残基之间，分子量为6.045kd，等电点4.6，耐热及耐胰蛋白酶、糜蛋白酶。不同种类的EGF虽然氨基酸数量和排列有差别，但存在一定的交叉反应。，人EGF首次从尿液中提取出来时，称作尿抑胃素（urogastrine），其生物学活性及氨基酸序列与小鼠EGF相似。
EGF家族的成员为数不少，由于它们的受体相同，因此或多或少地参与了胚胎的发育和着床的过程，研究较为广泛而深入的是EGF，其次是转化生长因子（TFG）和肝素结合表皮生长因子（HB-EGF），Amphiregulin、Cripto、Betacellulin、 neu以及Epiregulin与着床的调节只有少量报道[5]。
着床的先决条件是胚胎的正常发育和脱透明带。Morita[6]用EGF处理体外培养的胚泡，然后移植入同步发情、处于假孕第4d受体母鼠的子宫内，结果着床率为77.9%，与在体内胚泡的发育接近，为84.2%，而体外培养未加EGF有胚泡，移植后的着床率只有57.1%。其原因可能是EGF显著刺激小鼠胚泡滋养层细胞的外延生长，增加与子宫内膜的粘附。Taga[7]1992年的实验显示，EGF对小鼠2细胞的发育不表现出明显的效应，只在桑椹胚以后，EGF自分泌和旁分泌才对胚胎的发育起作用。然而Buyalos[8]发现，将小鼠2细胞胚胎培养在EGF含量为2～100mg的培养液中，72h后，完全扩展和正在孵化的胚泡的比例明显高于对照组，且EGF的促进作用可被抗EGF抗体所阻断。Terual[9]将小鼠2细胞胚胎单独培养时，EGF可明显增加胚胎的分化生长速率，证明EGF对小鼠2细胞胚胎的生长有促进作用。EGF是否作用于早期胚胎取决于胚胎EGF-R的有无及活性，免疫荧光测定出小鼠未受精卵细胞和2细胞胚胎中呈现很弱的EGF-R荧光，4细胞以后各期，荧光逐渐增强。除滋养层细胞外，内细胞团中也EGF-R的表达，RT-PCR测出4细胞后EGF-R mRNA显著长高，说明从8细胞开始合成的受体蛋白源自胚胎的mRNA，而受精卵和2细胞胚胎内的mRNA则可能是母源性的[10]。
EGF不仅对小鼠，而且在多种哺乳动物中都表现出对着床前胚胎发育具有调节作用。Johnson[13]证实在大鼠妊娠4、5、6d的子宫腺上皮中存在EGF、TGF-α和EGF-R，EGF-R同时还存在于正在植入的胚胎和子宫基质的蜕膜细胞上。Gharib[4]在绵羊围着床期滋养层细胞上也发现EGF-R存在，其分子量与小鼠EGF-R相同，为170kd，EGF和EGF-R的存在提示EGF参与了调节胚胎的发育。Zhang[15]从着床前的猪胚胎上同样发现分子量为170kd的EGF-R，该受体蛋白在有EGF和ATP时发生磷酸化。此外，在兔[16]、牛[17，18]、猫[19]、马[20]等动物的滋养层细胞和子宫内膜上都证实有EGF和EGF-R，EGF能够刺激体外培养胚胎的卵裂，使之更快发育至囊胚期。停滞发育（arrested development）是斑点鼬（一种小型食肉目哺乳动物）生殖生理的奇特表现，即胚胎着床前要经历180～220d的"休眠"，Paria[21]运用放射自显影技术显示，在斑点鼬子宫腺上皮、内膜基质、肌层和血管上存在EGF结合位点，进步用Northern杂交表明，延缓着床和围着床期间子宫和胚泡上均有类似于小鼠的EGF-R，分子量也为170kd的受体蛋白。用EGF分子诱导，仅在胚胎"苏醒"恢复发育时，EGF诱导的蛋白酪氨酸激酶（PTK）的活性才显著升高，在停滞发育时期，PTK活性无变化。这些结果表明，EGF在斑点鼬的胚胎发育调节中起着重要作用，特别是EGF-R的数量或功能状态可能是胚胎被激活以及着床的先决条件。
在正常生理过程中，雌激素的第二次峰值对于胚胎着床的开始是必需的。Johnson通过切除大鼠垂体，同时给与孕酮支持建立胚胎延缓着床模型[13]，在这个模型中，由于缺乏雌激素，胚胎无法着床，但当给这些大鼠静脉注射100mgEGF，同时移植人延缓着床胚胎时，约有73%的大鼠子宫内发现了着床点，EGF虽然能够启动着床，但在体内是否参与雌激素的诱导着床作用以及作用方式如何尚不明确。Johnson[22]在另外一个实验中发现，如果在注射EGF1h前先给与消炎痛（indomethacin，一种前列腺素合成酶的抑制剂），EGF启动着床的作用可被阻断，但对雌二醇的作用则无影响，这个结果一方面说明EGF、雌二醇启动着床的途径可能不同；另一方面提示前列腺素参与调节着床过程。Tamada[23]测定了EGF对大鼠胚泡着床和蜕膜反应的影响作用。结果表明，在延缓着床大鼠的子宫腔内注射EGF，所诱导的着床效果与EGF呈剂量依赖关系，假孕5d的大鼠接受EGF宫腔注射后，蜕膜反应增强，提示EGF在胚胎着床和蜕膜化过程中可能发挥重要作用。EGF和雌二醇不同的启动着床途径在Chatterjee[24]的实验中得以验证，作者在用提纯的雌激素拮抗剂ICI-182780阻断雌二醇启动着床的效应时，却发现该拮抗剂并不影响EGF。