Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Медведев В. Л., Ледванов М. Ю., Курзанов А. Н., Быков И. М.,
2.1. Паратгормон-родственный белок в тканях матки и плаценты
ПТГрП экспрессируется и секретируется различными нормальными тканями, включая плаценту человека (Ferguson J.E. et al., 1998; Ferguson J.E. et al., 1992) и нормальный эндометрий (Hoshi S. et al., 2001). Экспрессия ПТГрП наблюдалась в железистых эпителиальных клетках, стромальных и гладкомышечных клетках эндометрия (Casey M.L. et al., 1993; Paspaliaris V. et al., 1992). мРНК рецептора была также обнаружена в нормальном эндометрии человека (Hoshi S. et al., 2001). Характер распределения ПТГрП в нормальном эндометрии предполагает, что этот протеин является секреторным продуктом клеток эндометрия человека хотя его точная фукция в эндометриальной ткани еще не вполне ясна. Индукция экспрессии ПТГрП механическим растяжением, сосудосуживающие эффекты вместе с его способностью расслаблять гладкие мышцы, указывают на аутокринную или паракринную роль в контроле реакций матки человека. Экспрессия ПТГрП в железистом эпителии эндометрия связана с менструальным циклом и более выражена в конце секреторной фазы. Значительно более высокая экспрессия ПТГрП в конце секреторной фазы может также отражать увеличение выделение трансформированного секреторного эндометрия и паракринную роль этого белка в функции и созревании эндометрия.
Mylonas I. et al. (2005) и Hoshi S. et al. (2001) исследовали зависящие от менструального цикла изменения в экспрессии ПТГрП и рецептора PTH1R в эндометрии человека с помощью иммуногистохимии и полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Иммуногистохимическая экспрессия ПТГрП наблюдалась в цитоплазме как эпителиальных, так и стромальных клеток. Более сильное окрашивание ПТГрП было обнаружено в железистых эпителиальных клетках, чем в стромальных клетках. Окрашивание в течение пролиферативной фазы было более сильным, чем в секреторной фазе. Рецептор PTH1R также присутствовал как в эпителиальных, так и в стромальных клетках эндометрия. Однако не было обнаружено различий в экспрессии рецептора между пролиферативной и секреторной фазами. Данные полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией показали, что экспрессия мРНК ПТГрП была выше во время пролиферативной фазы, чем в секреторной фазе, хотя различий в экспрессии мРНК рецептора PTH1R не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что пролиферация эндометрия может быть опосредована местным аутокринным и/или паракринным эффектом ПТГрП.
В культуре нормальных стромальных клеток эндометрия эстроген может увеличить уровни мРНК ПТГрП и продукцию белка ПТГрП (Casey M.L. et al., 1993). Экспрессия ПТГрП модулируется трансформирующим фактором роста – бета в нормальных стромальных клетках эндометрия (Casey M.L. et al., 1992). МРНК и белок ПТГрП были обнаружены в эпителии слизистой оболочки эндометрия, в просвете и железах эндометрия, а также в миометрии матки девственных крыс, которые предварительно получали в течение 2 дней бета-эстрадиол-17 (Paspaliaris V. et al., 1992).
Исследование распределения ПТГрП было выполнено в плаценте и мембранах человека с помощью иммуногистохимии с использованием антисывороток к ПТГрП (1-34) и (37-67). (Emly J.F. et al., 1994). ПТГрП был обнаружен в кубических эпителиальных клетках амниона и в цитотрофобластических клетках хориона и материнской децидуальной оболочки. В плаценте ПТГрП (1-34) был обнаружен в синцитиотрофобласте, тогда как активность ПТГрП (37-67) в основном присутствовала на границе кисти синцитиотрофобласта. Это исследование также выявило ПТГрП (37-67), связанное с сосудами плода в плацентарных ворсинках. Молекулярные и иммуноцитохимические исследования продемонстрировали, что ПТГрП экспрессируется крысиными децидуальными клетками и децидуомой. Экспрессия ПТГрП в децидуальных клетках происходит через 48 ч после экспрессии гена в эпителии матки (Beck F. et al., 1993). ПТГрП, был обнаружен в интралюминальной маточной жидкости у незрелых крыс, получавших эстрадиол. Поскольку мРНК, кодирующая ПТГрП, ранее была локализована на участках имплантации у беременных крыс, была исследована роль люминального ПТГрП во время беременности. Инфузия антагониста рецептора PTH1R [Asn10, Leu11] амида ПТГрП (7-34) в просвет матки во время беременности у крыс привела к чрезмерной децидуализации. Этот эффект также наблюдался после внутриматочной инфузии моноклонального антитела против ПТГрП. Эффект инфузии антагониста рецептора PTH1R зависел от успешной имплантации и ограничивался обработанным рогом. Снижение количества апоптотических децидуальных клеток в маточных рогах, инфузированных антагонистами, по сравнению с неинфузированными рогами было выявлено иммуногистохимически на 13-й день беременности, и это снижение, вероятно, способствует наблюдаемой «чрезмерной децидуализации». У псевдобеременных крыс вливание антагониста рецептора PTH1R в просвет матки приводило к увеличению массы матки в сыром весе инфузированного рога по сравнению с неинфузированным рогом, что указывает на прямое влияние на формирование децидуомы. Таким образом, активация рецептора PTH1R локально продуцируемым ПТГрП, по-видимому, имеет решающее значение для нормальной децидуализации и имплантации бластоцисты во время беременности крыс (Williams E.D. et al., 1998).
Изучение экспрессии ПТГрП и рецептора PTH1R в матке крысы на ранних сроках беременности и после искусственной индукции децидуомы,проведенное Tucci J., Beck F. (1998) позволило определить паттерны экспрессии ПТГрП и рецептора PTH1R в матке крысы на ранних стадиях нормальной беременности и после искусственной индукции децидуальной реакции. Установлено, что ген рецептора включается на ранних сроках беременности (через 1,5 дня после полового акта) в стромальных клетках эндометрия, которые окружают просвет. Эти клетки включают анти-мезометриальные субэпителиальные стромальные клетки. Этот паттерн продолжается до 5,0 дней после полового акта, когда ПТГрП включается в клетках просветного эпителия, которые выстилают имплантационную камеру. Стромальные клетки, лежащие в основе имплантационной камеры, затем подавляют транскрипцию гена рецептора и в течение 12 часов дифференцируются в децидуальные клетки. Аналогичная картина наблюдалась в матке, в которой побочная реакция была вызвана искусственно. Авторы исследования полагают возможным постулировать, что на ранних сроках беременности строма эндометрия инициирует транскрипцию гена для рецептора PTH1R и, таким образом, «подготавливается» для сигнала ПТГрП от клеток эпителия просвета. Через некоторое время после получения сигнала стромальные клетки эндометрия подавляют ген рецептора, и это, по-видимому, запускает терминальную дифференцировку стромальных клеток в децидуальные клетки. Эти результаты позволили предположить, что ПТГрП, действуя через рецептор PTH1R, играет роль в инициации децидуальной реакции во время ранней беременности, регулируя дифференцировку стромальных клеток эндометрия в децидуальные клетки.
Sherafat-Kazemzadeh R. et al. (2011) установили, что ПТГрП подавляет децидуализацию клеток фибробластов матки человека. Уровни мРНК ПТГрП заметно увеличивались в клетках культивируемых человеческих фибробластов матки во время децидуализации in vitro. Результаты этого исследования свидетельствуют, что ПТГрП блокирует индукцию децидуализации и ограничивает степень децидуализации после начала процесса дифференциации. Поскольку экспрессия ПТГрП заметно индуцируется в стромальных клетках матки во время децидуализации, а плацента продуцирует значительное количество ПТГрП, действие этого белка на децидуализацию, скорее всего, связано с аутокринным/паракринным механизмом. ПТГрП может частично действовать путем индукции каспазы 3 через внутренние и внешние апоптотические пути. Авторы этой работы допускают, что ПТГрП имеет действия в стромальных клетках матки в дополнение к регуляции децидуализации и апоптоза и полагают, что агонисты и антагонисты ПТГрП могут быть потенциальными полезными терапевтическими агентами для лечения нарушений децидуализации.
Используя экспериментальную клеточную модель линии клеток мышиного трофобласта, состоящую из четырех типов клеток трофобластного стебля.
El-Hashash A.H. et al. (2005) исследовали роль ПТГрП в дифференцировке гигантских клеток трофобласта. Анализ влияния экзогенного ПТГрП на вторичные гигантские клетки трофобласта позволил зафиксировать, что эти клетки продуцировали ПТГрП и рецепторы PTH1R in vivo и in vitro. Гигантские клетки трофобласта, обработанные ПТГрП, уменьшали пролиферацию и уменьшали апоптоз, начиная со 2-го дня в культуре, и улучшали свойства дифференциации. Индукция образования гигантских клеток трофобласта с помощью ПТГрП коррелировала с понижающей регуляцией экспрессии циклина B1 и mSNA, но повышала регуляцию циклина D1. Полученные данные свидетельствуют о том, что ПТГрП играет важную роль в дифференциации вторичных гигантских клеток трофобласта во время плацентации. ПТГрП способствует дифференцировке гигантских клеток мышиного вторичного трофобласта посредством индукции эндоцикла, повышающей активность транскрипционных факторов, способствующих росту гигантских клеток, и подавлению других типов клеток трофобластов.
Целью исследований Ramirez M.M. et al. (1995) было определение изменений уровней содержания и локализации пептидных фрагментов ПТГрП в плаценте и эмбриональных мембранах, которые могли бы указывать на их биологическую активность и роль в течение гестационного периода и преждевременных родах. Иммунореактивные ПТГрП (1-34) и ПТГрП (67-86) выявлены в амниотических эпителиальных хорионических трофобластах, децидуальных клеткх и плацентарных синцитиотрофобластах. В эндотелиальной оболочке ворсистых капилляров показано присутствие ПТГрП (67-86), но не ПТГрП (1-34). Эти результаты, показывающие дифференциальную локализацию ПТГрП (1-34) и ПТГрП (67-86), предполагают специфическую обработку предшественника ПТГрП в плаценте человека. Более того, изменения в ПТГрП (1-34), но не ПТГрП (67-86), указывают на особую роль этого пептида в фукционировании матки в процессе родов.
В миометрии ПТГрП продуцируется в ответ на механическое растяжение, имеющее место в матке во время беременности (Thiede M.A. et al., 1990). Ferguson J.E. et al. (1992) получили данные характеризующие экспрессию ПТГрП в маточно-плацентарных тканях человека. мРНК ПТГрП была идентифицирована в человеческом амнионе, хорионе, плаценте, децидуальной оболочке и миометрии. Наибольшее присутствие мРНК ПТГрП наблюдали в амнионе (в 10–400 раз больше, чем в других тканях матки). Количество мРНК ПТГрП уменьшалось в амнионе (но не в других тканях) после начала родов. Биоактивность ПТГрП и иммунореактивный ПТГрП в амнионе тесно коррелируют с содержанием мРНК ПТГрП. Амниотическая жидкость содержала ПТГрП 21 ± 6 пмоль/л через 16 недель и 41 ± 9 пмоль/л через 38 недель гестации. Эти концентрации равнялись или превышали те, которые были обнаружены в плазме пациентов с гиперкальциемией, вторичной по отношению к ПТГрП.
После разрыва плодных мембран мРНК ПТГрП в амнионе уменьшалась на 78 %. Подобно мРНК ПТГрП, биоактивность этого белка и иммунореактивный ПТГрП в амнионе значительно снижались после разрыва мембран. Поскольку ПТГрП является мощным антагонистом сокращения мышечной мускулатуры, снижение ПТГрП после разрыва плодных мембран может играть ключевую роль в начале родов.
Результаты исследования количественного определения и сравнения распределения ПТГрП в тканях, полученных в течение периода после спонтанных родов или после кесарева сечения представлены в работе Bowden S.J. et al. (1994). У женщин без самопроизвольных родов в амнионе, покрывающем плаценту, была обнаружена иммунореактивность ПТГрП (1-86) и (37-67). У женщин, рожавших спонтанно, концентрация ПТГрП (1-86) в децидуальной оболочке, выстилающей полость матки, обратно коррелировала с интервалом между разрывом мембран и завершением родов. Концентрация ПТГрП (1-86) была ниже в плаценте, чем в хорионе и амнионе, а во всех тканях концентрации ПТГрП (1-34) и (37-67) были достоверно выше, чем ПТГрП (1-86). Концентрация ПТГрП (1-86) была высокой в амниотической жидкости в срочной гестации, хотя в плазме материнской и пуповинной крови его уровни были только незначительно увеличены.
Curtis N.E. et al. (1997) изучили тканеспецифическую и временную экспрессию мРНК ПТГрП и иммунореактивного ПТГрП в человеческих гестационных тканях, а также определение влияние родов на экспрессию ПТГрП. Исследовали ткани у женщин, проходящих плановое кесарево сечение (до родов), кесарево сечение во время спонтанного начала родов и женщин со спонтанными родами и нормальными естественными их завершениями. В амнионе над плацентой, отраженном амнионе и в хориодецидуа, как относительная плотность мРНК ПТГрП, так и иммунореактивный белок были значительно увеличены в поздних сроках гестации по сравнению с преждевременными родами. Кроме того, как ПТГрП, так и его мРНК были значительно увеличены в амнионе над плацентой по сравнению с отраженным амнионом. Значительное повышение регуляции мРНК ПТГрП и белка в эмбриональных мембранах в доношенные сроки гестации по сравнению с недоношенными предполагает важную роль этого протеина в поздней человеческой беременности.
Во время человеческой беременности рецепторы PTH1R, продуцируются тканями матки, плаценты, эмбриональных мембран (амнион и хорион) и развивающихся плодов. ПТГрП альтернативный мРНК-сплайсинг приводит к расшифровке транскриптов, которые кодируют три изоформы ПТГрП и идентифицированы в амнионе. Утероплацентарная экспрессия ПТГрП является наибольшей в амнионе и резко возрастает во время поздней беременности. В последующем исследовании Curtis N.E. et al. (1998) определяли экспрессию мРНК рецептора PTH1R на досрочных и срочных гестациях и выявляли альтернативные образцы сплайсинга в плаценте, амнионе и хориодецидуа на досрочных и срочных гестациях. Экспрессия мРНК рецептора PTH1R не различалась между типами тканей и не изменялась с развитием беременности. Напротив, экспрессия ПТГрП в тех же тканях возрастала с увеличением сроков беременности и была значительно выше в амнионе, чем в плаценте и хориодецидуа. Таким образом, ПТГрП, хотя и продуцируется преимущественно в амнионе, может действовать в амнионе и других тканях, включая плаценту,хориодецидуа и миометрий.