sFlt-1 基因的表达调控及作为子痫前期治疗靶点的研究进展

1. sFlt⁃1的结构及亚型：

sFlt⁃1也称为可溶性血管内皮生长因子受体，是血管内皮生长因子受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）1 的分泌性剪接变体，只有配体结合域，缺少胞质区和跨膜区。sFlt⁃1能与内皮细胞表面受体VEGFR⁃1和VEGFR⁃2结合形成异源二聚体，进而阻断VEGF 和胎盘生长因子（placental growth factor，PlGF）的生物学活性，引起血管生成障碍和内皮损伤。近年来，随着研究的不断深入，sFlt⁃1的不同剪接体形式逐渐被认识。fms样酪氨酸激酶受体1（Flt⁃1）基因编码的是含有30个外显子的mRNA，其前体mRNA经剪切形成全长的膜型Flt⁃1分子及4种可溶性剪接体，分别为sFlt⁃1⁃i13（也称为sFlt⁃1、sFlt⁃1_v1）、sFlt⁃1⁃i14、sFlt⁃1⁃e15a（也称为sFlt⁃1_v2、sFlt⁃1⁃14）、sFlt⁃1⁃e15b。1993 年首次被分离出的亚型sFlt⁃1⁃i13，是sFlt⁃1分子中被研究最多的分子；随后亚型sFlt⁃1⁃e15a在2009年被发现，值得一提的是该分子为人类及灵长类动物所特有［1］。sFlt⁃1⁃i13与sFlt⁃1⁃e15a的表达存在组织学和细胞学上的特异性，如sFlt⁃1⁃i13在胎盘中的表达水平是心脏、肾脏、肝脏的4倍多；sFlt⁃1⁃e15a则绝大部分为胎盘源性，在胎盘中的表达水平是其他器官的600 倍以上［2］。而且，在胎盘表达的所有sFlt⁃1中，亚型sFlt⁃1⁃e15a所占的比例超过80%，sFlt⁃1⁃i13占12%，膜型Flt⁃1则<5%［3］。sFlt⁃1⁃i13与sFlt⁃1⁃e15a均能与VEGF、PlGF结合，进而拮抗其功能。

2. sFlt⁃1与PE：

PE被认为是胎盘源性疾病，来源于胎盘和子宫的多种血管生成因子在启动和调节螺旋动脉重铸过程中起关键作用，其中sFlt⁃1拮抗VEGF的效应发挥了重要作用。PE孕妇血循环中的sFlt⁃1水平在典型临床症状出现的5周前显著增高，但是产后48 h内sFlt⁃1水平明显下降，这提示过量的sFlt⁃1 可能来源于胎盘。近年来，随着对sFlt⁃1亚型研究的深入，学者们发现sFlt⁃1⁃i13和sFlt⁃1⁃e15a在PE孕妇胎盘中均表达上调，其中sFlt⁃1⁃e15a表现最为显著，其水平与PE的严重程度相关［4］。而且，早发型和晚发型PE中sFlt⁃1⁃i13和sFlt⁃1⁃e15a也存在差异性表达，研究者指出，sFlt⁃1⁃e15a在早发型PE中显著上调［5⁃7］，而sFlt⁃1⁃i13则在晚发型PE孕妇中增高更为显著［6⁃7］。有学者提出，早发型PE主要与胎盘本身存在异常、导致胎盘血管重铸障碍有关，而晚发型PE则与母体既往已存在内皮功能障碍有关［8］。结合前文中提到的与“sFlt⁃1⁃i13相比，sFlt⁃1⁃e15a几乎完全由胎盘产生”，两者在早发型和晚发型PE中的差异性表达，在一定程度上论证了上述理论。

1. 低氧条件可上调sFlt⁃1的表达：

由于Flt⁃1基因的启动区有1个低氧应答元件（HRE），因此低氧刺激可以诱导sFlt⁃1的产生。Ahmad等［9］也证实了胎盘外植体在低氧条件下培养会产生大量sFlt⁃1。参与这一调控途径的转录因子包括低氧诱导因子1α（HIF⁃1α）、生长阻滞和DNA损伤诱导基因45（Gadd45）及核因子κB（NF⁃κB）等［2］。

2. 非低氧条件下sFlt⁃1表达的调控：

除了低氧可以诱导sFlt⁃1的表达上调，近年来研究者们还发现多条非低氧途径也参与sFlt⁃1表达的调控。

（1）血红素加氧酶1（HO⁃1）相关通路：

HO⁃1是1种具有抗氧化作用的酶，其代谢物CO且有保护血管的作用。2007年，Cudmore等［10］首次发现HO⁃1可以抑制sFlt⁃1的产生，并可减弱VEGF诱导的sFlt⁃1释放的效应。之后，George等［11］发现，输注重组sFlt⁃1的PE样大鼠在使用了HO⁃1激活剂钴原卟啉后高血压和蛋白尿的症状得以缓解。随后，研究者们陆续发现多种药物可通过上调HO⁃1的表达进而抑制sFlt⁃1的产生［12⁃15］。事实上，HO⁃1在PE孕妇中的表达存在一定的争议。2000年，Ahmed等［16］首次发现HO⁃1 在PE 孕妇的血浆和胎盘均表现为低水平，HO⁃1可能参与PE的发生。但是，近年来的研究指出，HO⁃1在PE孕妇的血清和胎盘中表达是上调的［17］；甚至在2015年，Tong 等［18］还指出，PE 孕妇中HO⁃1 的水平并未降低，且HO⁃1不能下调sFlt⁃1的表达。学者们指出这种差异性可能是由于既往的研究中忽视了HO⁃1的表达水平与孕周相关，因此严格匹配孕周后，HO⁃1在PE孕妇中的表达并不表现为下调。因此，HO⁃1调控sFlt⁃1表达及HO⁃1在PE中的作用机制仍需进一步研究。

（2）其他调控通路：

Zhou等［19］发现，血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）可以刺激孕妇和孕鼠的滋养层细胞、体外培养的胎盘绒毛生成sFlt⁃1，其中钙调磷酸酶信号通路可能参与启动sFlt⁃1的转录。Nakada等［20］采用Toll样受体3（toll⁃like receptor⁃3，TLR⁃3）处理滋养层细胞系HTR⁃8/SVneo 细胞，发现sFlt⁃1 mRNA 和蛋白的表达水平分别上调了1.7 倍和3.1 倍，且TLR⁃3可通过NF⁃κB和干扰素调节因子通路影响sFlt⁃1的表达。Ito 等［21］采用活化基质金属蛋白酶7（matrix metalloproteinase⁃7，MMP⁃7）处理人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cell，HUVEC），发现MMP⁃7可以通过上调sFlt⁃1的表达，进而增强HUVEC的成管、迁移能力。Ye等［22］发现，T细胞核因子信号通路可以调节sFlt⁃1的表达，这可能与T细胞核因子可以结合到Flt⁃1基因的启动子区有关。

3. sFlt⁃1亚型的表达调控：

Boeckel等［23］发现1种核蛋白Jmjd⁃6可以调控Flt⁃1前体mRNA的可变剪接过程，且其功能的发挥受到氧浓度的影响。常氧条件下，Jmjd⁃6可以作用于剪切酶体复合物——U2核糖核蛋白小体辅助因子65（U2 small nuclear ribonucleoprotein auxiliary factor 65kDa，U2AF65），使其发生过氧化。过氧化的U2AF65可以直接机械剪切Flt⁃1前体mRNA产生全长Flt⁃1。但是在低氧条件下，由于Jmjd⁃6需要氧气才能发挥酶的功能，U2AF65不能发生过氧化，过氧化的U2AF65直接剪切Flt⁃1前体mRNA形成可溶性的sFlt⁃1。Palmer等［24］也发现，PE孕妇胎盘中Jmjd⁃6的表达水平显著降低，低氧处理后的内皮细胞或滋养层细胞Jmjd⁃6的表达下调，沉默细胞中Jmjd⁃6的表达后，可导致sFlt⁃1⁃e15a和sFlt⁃1⁃i13的产生增加。

1. 恢复血管生成因子的平衡：

研究指出，采用清除过多的sFlt⁃1或者升高VEGF的手段，来维持VEGF与sFlt⁃1的平衡，是治疗PE的可能方法。

（1）清除sFlt⁃1∶

2011年Thadhani等［25］对5例早发型PE孕妇，采用单次血浆置换的方法以降低孕妇血浆和尿液中的sFlt⁃1 水平；进一步对2 例孕妇进行2次血浆置换后发现，分别继续维持了妊娠15、19 d；4次血浆置换治疗后，1 例孕妇继续维持妊娠23 d。2016 年，Thadhani等［26］进一步对血浆置换的方法进行改良后，入组11例早发型PE孕妇进行治疗，同样发现，该方法可以清除过多的sFlt⁃1，缓解蛋白尿等症状，对维持早发型PE 孕妇的继续妊娠时间，改善胎儿生长受限有一定的作用。

（2）上调VEGF或PlGF水平：

2007年，Li等［27］首次报道采用每日注射重组VEGF-121的方法治疗腺病毒载体过表达sFlt⁃1的PE样模型孕鼠，发现外源性VEGF-121不仅可以缓解高血压、蛋白尿等PE样症状，而且可以逆转sFlt⁃1诱导的VEGF基因表达的变化。Bergmann等［28］发现，慢病毒转染过表达sFlt⁃1造成的PE样小鼠采用同时过表达VEGF的手段后，相应症状得以缓解。Suzuki等［29］发现，重组PlGF也可用于治疗sFlt⁃1 过度表达的PE 样孕鼠。但是重组VEGF在体内的半衰期仅为34 min左右［30］，采取该措施需要进行连续数周或数月的输注治疗。而且有报道指出，由于重组VEGF 可以通过胎盘屏障，外源性或基因过表达VEGF治疗的孕鼠有发生胎鼠心脏畸形及致死的风险［31］。因此，这类药物的临床应用尚需要进一步研究。

2. 各类药物靶向调节sFlt⁃1的表达：

（1）2⁃甲氧雌二醇（2⁃methoxyestradiol，2⁃ME）：

2⁃ME是1种天然的雌二醇，在胎盘由儿茶酚氧位甲基转移酶（COMT）合成，妊娠时2⁃ME水平增加［32］。已知PE发生时胎盘COMT和2⁃ME的水平降低，Lee等［33］进一步发现，低氧处理妊娠早期胎盘外植体引起sFlt⁃1表达上调，加入2⁃ME则可以抑制sFlt⁃1的产生。已有研究表明，2⁃ME可以抑制HIF⁃1α［34］。因此，2⁃ME可能经HIF⁃1α通路调控sFlt⁃1的表达，进而可能作为治疗PE的手段。

（2）他汀类药物：

他汀类药物属于降血脂药物，一系列体内和体外研究均发现，他汀类药物可以上调HO⁃1的转录和翻译水平［12⁃13］，前文指出，HO⁃1可抑制sFlt⁃1表达，因此，他汀类药物可能通过HO⁃1 途径调控sFlt⁃1 的表达。Costantine等［13］开展了过表达sFlt⁃1的小鼠给予普伐他汀治疗的研究，发现在CD⁃1系小鼠受孕第8天时，进行过表达sFlt⁃1的病毒处理及普伐他汀灌胃治疗后，在小鼠妊娠18 d时检测到升高的sFlt⁃1可以通过使用普伐他汀降调，进而改善血管功能，缓解PE样症状。由于目前该类药物属于美国食品药品监督管理局妊娠用药分类的X等级，其应用价值需进一步评估。近年来，学者们对该类药物进行系统评价后发现，妊娠期使用他汀类药物不增加致畸及其他不良反应的发生风险［35⁃36］。同时，1项高危孕妇口服普伐他汀进行预防性治疗PE的临床预试验正在开展［37］。因此，他汀类药物有望成为具有应用前景的治疗PE的新方法。

（3）白藜芦醇（resveratrol）：

Cudmore等［14］发现，白藜芦醇可以抑制正常孕妇和PE孕妇胎盘外植体释放sFlt⁃1。研究指出，白藜芦醇的作用机制是通过上调HO⁃1和Flt⁃1的转录因子早期生长应答蛋白的表达，进而参与sFlt⁃1的表达调控。Hannan等［38］也发现了相似的结果。

（4）索法酮（sofalcone）：

Onda 等［15］采用原代滋养层细胞、HUVEC 及子宫内皮细胞研究索法酮对细胞功能的影响，结果发现，索法酮可以通过核因子E2相关因子/HO⁃1通路，抑制sFlt⁃1的产生，进而缓解内皮功能障碍，可能达到预防PE的作用。

（5）阿司匹林：

Li等［39］采用低氧条件处理胎盘滋养层细胞诱导sFlt⁃1表达增高，使用阿司匹林干预后，发现可以抑制sFlt⁃1 的表达。Xu 等［40］则采用肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor⁃α，TNF⁃α）处理HUVEC，发现阿司匹林干预后可以抑制sFlt⁃1的表达，改善HUVEC的成管能力。

（6）维生素D：

Gysler等［41］采用抗磷脂抗体刺激滋养层细胞HTR⁃8/SVneo和原代细胞，再使用维生素D和低分子肝素分别或联合干预处理，发现维生素D联合低分子肝素处理时可以显著抑制由低分子肝素造成的原代滋养层细胞的sFlt⁃1表达上调，而单独维生素D处理则对血管生成因子无影响。Faulkner等［42］发现，维生素D处理血管紧张素Ⅱ1型受体自身抗体（AT1⁃AA）诱导的动物模型，可以降低孕鼠的血压，下调内皮素1和sFlt⁃1的表达水平。Ma等［43］发现，维生素D 可以使减少子宫胎盘血流灌注动物模型的sFlt⁃1的表达水平降低。这些研究中观察到维生素D可以靶向抑制sFlt⁃1的表达，但是具体靶点尚未阐明，有待进一步的研究。

（7）质子泵抑制剂（proton pump inhibitor，PPI）：

2017年，Onda 等［44］采用原代滋养层细胞，胎盘外植体及过表达sFlt⁃1的PE样小鼠模型，探讨PPI对sFlt⁃1的调控功能，结果发现，PPI可以抑制sFlt⁃1的表达，同时PPI可以抑制内皮型一氧化氮合酶和磷酸化内皮型一氧化氮合酶的表达，减少NO的产生，进而使血管舒张。

3. 药物调节sFlt⁃1亚型的表达：

Brownfoot 等［45］发现心血管药物YC⁃1和普伐他汀可以显著下调sFlt⁃1⁃e15a的表达而不影响sFlt⁃1⁃i13的表达；该研究团队还发现，二甲双胍可以显著下调内皮细胞中的sFlt⁃1⁃i13 的表达并下调sFlt⁃1e15a的表达［46］。Rana等［47］采用毒毛花苷处理胎盘外植体显著下调了sFlt⁃1⁃e15a和sFlt⁃1⁃i13的表达，其中sFlt⁃1⁃e15a的下降更明显。