促进着床成功的一类生物大分子--糖结合物在着床中的作用 .doc

1促进着床成功的一类生物大分子--糖结 合物在着床中的作用 生殖生物学研究表明，着床是一个极其复杂的、程序化的过程胚泡接触、粘附并植入子宫内膜，受到多方面因素调节现认为，胚泡与子宫内膜双方必须同时分化到一段特定时间，着床才可以成功子宫内膜受到性激素、细胞因子等因素调节，达到具有接受胚泡的能力，同时来源于胚泡的滋养层，发育到具有浸润性状态，着床可以成功，这段关键时期，被称为“着床窗口”（implantation window），小鼠大约持续 24h，人类大约持续 6~7d[1]状闲期间，胚泡与子宫内膜接触，使接触部位局部内膜上皮降解，然后胚泡粘附与内膜上皮，最后由于滋养层的浸润作用，在24h 内，胚泡植入子宫，并开始形成具有多功能性质器官——胎盘曾经认为促使胚泡与子宫内膜初次接触是整合素分子（integrin）,但研究表明它们仅分布于内膜上皮连接侧面及基底部，而分布于与胚泡接触的内膜上皮顶端较少，所以，它们只有在胚泡与内膜上皮接触之后才发挥粘附作用细胞生化方法发现，子宫内膜表达大量的糖结合物，在着床前期子宫内膜表面糖结合物[主要是多糖-蛋白复合物（glycocalyx）]厚度减少，但有 4 种糖基表达增加，也有 2 种糖结合物浓度下降，这些糖结合物被认为是子宫内膜在敏感期，接受性时期，不反应期的分子标志。

同样在着床期音质胚泡表面，也发现有糖结合物表达增加[2]这些糖结合物被认为是调节胚泡与内膜在正确的时间和部位发生初次接触的重要调节因子本综述将主要围绕围着床期间的糖结合物对胚泡着床的作用展开探讨 一、围着床期间主要糖基结构 2糖结合物指糖同蛋白质或脂类共价结合而成的糖蛋白，蛋白聚糖，糖脂，脂多糖一类化合物出现子宫内膜和胚泡表面的主要是寡糖链、糖蛋白、蛋白聚糖等糖结合物在这些多糖-蛋白复合物中，认为其中糖基在着床过程中发挥主要作用这些糖基主要是以 Galβ1-GlcNAc 为基本骨架结构的寡糖链[3]它们有的发生了双岩藻糖化；有的发生了单岩藻糖化；也有未发生岩藻糖化[4]以 Galβ1-GlcNAc为基本单位，糖可以分为二种类型：一种是以 Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-3 结构为主的Ⅰ型乳糖；另一种是以 Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-3 结构为连接形式的Ⅱ型新乳糖，这些基本结构再进一步组装成线状或分支链，然后以 N-糖苷键形式连接到蛋白质上，形成糖蛋白，蛋白多糖，在胚泡与内膜接触中发挥着重要作用[3]（见附表） 附表 常见糖基结构 名称 结构 单抗 LNF-Ⅰ Fucal-2Galβ1-3GlcNAcβ1- 667/9E9 LNF-Ⅱ Fucal-2Galβ1-4GlcNAcβ1- 647/9A2 LNF-Ⅲ Galβ1-4[Fucal-3]GlcNAcβ1- 630/7H1 Ley Fucal-2Galβ1-4[Fucal-3]GlcNAcβ1- 672/7E3 Ley Fucal-2Galβ1-3[Fucal-4]GlcNAcβ1- H001 LNT Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc 619/1D2 血型 A Gala1-3[Fucal-2]Galβ1-3/4GlcNAc A003/5 血型 B GalNAca1-3[Fucal-2]Galβ1-3/4GlcNAc B005/6 Kimber(1988 年)，运用单克隆抗体技术，分析了大鼠子宫内以 Galβ1-3（4）GlcNAc 为基本结构的寡糖，并发现几种在子宫内膜上皮表达的岩藻化寡糖结构，3而基质中未发现[4]。

Murphy（1991 年）运用生化方法发现大鼠妊娠第 6d，围着床期间的子宫内膜有 4 种基本糖基结构表达增加，葡糖胺三糖（glucosamine trisaccharides）、半乳糖胺（galactosamine）、岩藻糖（fucose）、葡糖胺单糖（glucosamine monosaccharides）四种糖基 ，它们都是糖基的基本组成成份[5]Stein（1994 年）运用同样的方法，在妊娠 5d 的大鼠胚泡表面发现葡糖胺三糖这种糖基也表达增加[6]这些研究表明围着床期间，内膜和胚泡表面的寡糖链、多糖蛋白复合物可能是调节内膜和胚泡表面初次接触的分子机制它们的变化，可能受到卵巢分泌的性激素调节[8] 二、雌、孕激素对糖基表达的影响 在内膜上皮表达的岩藻化寡糖结构对母体性激素反应是不同的，其中一类受到性激素调节，另一类受到性激素影响较小，如子宫内膜上皮持续表达的寡糖结构-血型抗原 A、B雌激素主要负责控制子宫的接受性[2]，能够刺激某些糖蛋白的合成，在小鼠动物模型发现，能优先刺激生成 N-糖苷键乳糖胺蛋白多糖的合成然而孕激素能降低细胞表面的糖基和某些特异糖蛋白的表达，但它也能刺激某些特异糖蛋白的表达，但它也能刺激某些糖蛋白的生物合成，如 Gp42、Gp24、Gp58[7]。

着床期间，卵巢性激素通过调节子宫内膜和胚泡表面的糖结合物，尤其是糖基部分，从而可以影响着床[3]小鼠动物实验表明，子宫能够接受胚泡着床，先受到围着床期间的雌激素高峰调节，再暴露于持续，低含量的孕酮，之后 24h 时间内，允许胚泡着床此时的子宫内膜对来自胚泡的信号是有反应的[8]，而非孕子宫内4膜对胚泡信号及胚泡粘附于内膜是没有反应的，这主要与雌激素调节有关运用卵巢切除加激素替代治疗，发现在孕激素作用下，胚泡状床延迟，但是当注射雌激素之后，胚泡着床延迟，但是当注射雌激素之后，胚泡可被重新激活，并可以着床，这与着床期间有一过性的雌激素水平升高的事实相符，并且观察到孕/雌激素比值决定了糖基最适宜的表达，对于保证着床成功的必要的[8] 三、糖结合物介导胚泡着床作用机制 糖结合物中的糖基通过多方面机制，使胚泡粘附于内膜，目前认为主要通过以下几种途径：①寡糖链与相应配基结合，直接发挥粘附作用②寡糖链对胚泡接触内膜有一定抑制作用，对着床起到负调控作用，着床期间，它的表达必须下降③糖结合物通过局部免疫调节作用，促使胚泡着床 （一）寡糖与相应配基结合使胚泡粘附于内膜 1.Ⅰ型 H 抗原（LNF-Ⅰ，lacto-N-fucopertarose1） Kimber（1988 年）运用单抗技术，发现双岩藻糖化寡糖结构及单岩藻化寡糖LNFⅢ，在妊娠 3d 小鼠的子宫内膜腔上皮，但妊娠 4d 时，荧光色度降低，妊娠 5d时荧光仅限于 6~50 个细胞区域。

雌激素可刺激 LNF-Ⅰ表达增加，而孕激素无此效果[4] Lindenberg(1988 年)把从牛乳中提取的具有 LNF-Ⅰ结构的乳糖，注射到小鼠5宫腔内时，其胚泡状床能力显著下降，说明宫膜中游率 LNF-Ⅰ寡糖有阻止胚泡与子宫内膜接触的作用，其有效浓度是 0.1~1mmol/L，并且还具有抑制滋养外胚层的生长作用[9]着床被阻碍原因，光镜和电镜切片显示胚泡与内膜接触部分未见形态学差异[8]可能是内膜表达的 LNF-Ⅰ可与在滋养层表面分布的 LNF-Ⅰ的受体结合，从而使胚泡与内膜可以接触，但当宫腔中有游离的 LNF-Ⅰ，它与内膜上LNF-Ⅰ竞争，占据了滋养层表面的 LNF-Ⅰ受体，使该受体失去了与内膜 LNF-Ⅰ结合的能力，从而影响着床[10]至于 Kimber（1988 年）发现小鼠妊娠 3~5d 时，LNF-Ⅰ荧光染色降低，是因为小鼠胚泡在妊娠第 4d 着床，内膜表面 LNF-Ⅰ已与滋养层表面受体结合，能与单抗 667/9E9 结合能力降低，所以染色变弱；另一方面，也与激素调节有关，在妊娠 3~5d 之后，子宫内膜将暴露于持续的孕激素，它可以抑制 LNF-Ⅰ寡糖表达下降[4] 2．Ley Ley 糖是Ⅱ型岩藻化寡糖，在月经期、早期妊娠的子宫内膜腺上皮和腔上皮以及围着床期间的胚泡表面、滋养外胚层和内细胞团均可以检测到。

内膜腔上皮表达的 Ley 受性激素影响较小，内膜腺上皮表达的 Ley 受孕激素的负调节Zhu（1995 年）研究认为，以 Ley 为基本结构的糖链对着床有重要作用[11]，在妊娠第 4d 子宫内注射 Ley 的单抗可以阻碍着床这是一个剂量信赖性和时期牧民性阻碍过程，当抗体尝试在 8μg/20μl 时，可以阻碍着床，当大于 8μg/20μl 时时，反而不受影响；另 外在小鼠交配后 87~93h 后，注射抗体，可以特异地阻碍着床过程，在其他时间，则不受影响着床被阻碍的原因，不是由于子宫内膜上皮出现形态学变化，抗体对胚泡也没有毒性，而是单抗阻碍 Ley 与其配基结合，从而抑制着床；6也可能封闭了子宫内生长因子结合部位；或者抑制了滋养外胚层细胞迁移和分化但 Ley 的配基现在还不十分清楚，不过在脂质体中发现 Ley 可与 H1、H2 抗原结合 3．子宫凝集素（uterine agglutinin,UA） 在宫腔内有与刀豆素 A（ConA）有高度亲和力且富含甘露糖糖蛋白/血凝素的化合物，它的糖基除含有甘露糖，还有 N-乙酰葡糖胺、半乳糖现在，被命名为UA，UA 包含甘露糖-6-受体，而 M-6-P 受体有许多生物功能，Das（1994 年）认为UA 对胚泡着床也有重要功能，可能通过如下两方面的作用机制[12]：①着床期间胚泡表面表达 ConA 受体，而子宫内膜的 UA 含有 ConA 样/甘露糖结合样部位，与其结合，指导胚泡接触着床部位。

②UA 与 M-6-P 有高度亲和力，具有 M-6-P受体的功能，其中最显著一方面能结合生长因；如转化生长因子（TGFβ）前体包含M-6-P，研究中也发现，子宫基质和蜕膜胞外基质有 TGFβ 聚集，UA 可通过其 M-6-P 受体样作用，结合带有 M-6-P 结构的生长因子，调节胚泡的生长发育，促胚泡与内膜相互接触 4．载脂蛋白 J（apolipoprotein j,apoJ） 子宫内膜可以产生结合脂类的双亲性糖蛋白 apoJ，它是一种膜表面活性分子，大约是 80Kda，由二硫锓联接不同两个亚单位组成[13]在人类月经分泌晚期，apoJ 出现在腺上皮表面[14]它在腺上皮和腔上皮的表达时间是不同的ApoJ 信使核糖核酸（mRNA）最早在性交后 5.0d 出现[15]在围着床期间，腺上皮所表达7apoJ mRNA 在着床前期即可测及，并一直持续到着床后期，腔上皮也表达 apoJ，但围绕着床部位的腔上皮并不表达apoJ 蛋白在非蜕膜化组织出现，而蜕膜细胞并不表达 apoJ 被诱导产生，主要有两方面因素，一是围着床期间，激素调节所致，当注射雌激素后，再注射孕激素，可诱导 apoJ 表达，而长期注射孕激素并未引起变化[14]。

另一因素是因月经周期和胚泡植入内膜，可引起组织损伤，当组织重建时可诱导产生[13]apoJ 被认为是子宫具有接受性分子标志，对着床还有促进作用apoJ 能与胞外基质的纤维联结蛋白，肝素结合，可使胚泡接触内膜，同时，腺上皮和腔上皮可以提供给胚泡 apoJ 连接样脂质然后依此脂质，胚泡可以与内膜上的apoJ 结合另外作为膜表面活性分子的 apoJ，还具有蛋白酶样活性，破坏细胞和胞外基质，对胚泡植入内膜也有一定作用 5．硫酸乙酰肝素蛋白多糖（heparan surfate proteoglycan,HSPG） HSPG 属于糖结合物中的蛋白多糖类[15]，而硫酸乙酰肝素（heparan surfate，HS）属于糖胺聚糖Carson（1993 年）研究认为胚泡与子宫内膜上皮细胞表面的 HSPG 能使胚泡粘附于内膜并刺激胚泡生长在围着床期间，胚泡表面的HSPG 表达增加，然而当子宫内膜具有接受性时，HSPG 表达下降，这与着床期间的雌激素调节有关 因胚泡表面有大量 HSPG，与表达在子宫内膜 HS 受体相互作用，使胚泡与内膜相互接触，粘附HSPG 的糖基部位——多聚寡糖，对碱性纤维生长因子（basic 8fGF,bFGF）高度亲和力，属于酷氨酸蛋白激酶受体，在着床部位可测及 bFGF，这样它可与滋养层表面 HSPG 相互作用，对滋养。