溶血磷脂酸及其受体与生殖

溶血磷脂酸及其受体与生殖

韩省华1吴素清1李慧卿1李瑞珍2

韩省华1吴素清1李慧卿1李瑞珍2

基金项目：河北省医学科研基金资助项目（07144）

【摘要】溶血磷脂酸（Lysophosphatidicacid，LPA）是一种类似生长因子的脂类小分子物质，通过G蛋白偶联受体（GPCRS）介导，发挥多种生物学作用，与LPA亲和力较高的受体有LPA1、LPA2和LPA3，属于内皮分化基因家族，在胚胎、成年组织和多种细胞中广泛分布。LPA主要产生于体内被激活的血小板。LPA通过其受体在生殖系统中发挥重要作用。

【关键词】溶血磷脂酸;溶血磷脂酸受体;生殖

【中图分类号】R352【文献标识码】B【文章编号】1005-0515(2011)01-0004-03

溶血磷脂酸（Lysophosphatidicacid，LPA）是一种细胞膜脂类衍生物，是具有多种生物活性的磷脂介质，通过各种信号传导途径引起广泛的生物学效应,在生殖组织中起着多种作用。

1LPA的结构

LPA化学名为1-酰基-2羟基-3-磷酸甘油，是结构最简单的水溶性甘油磷脂，LPA包含磷酸基团、甘油骨架及长链脂肪酸三部分，甘油骨架是最基本的结构。1位碳原子上连接脂肪酸链，脂肪酸链越长，其生物活性愈大；2位碳原子上有羟基，使其具有亲水性，在胞内合成后可迅速释放到胞外，充当信号分子；3位碳原子上含有磷酸基。脂肪酸链通过不同的化学键与甘油骨架相连，形成LPA的亚组，主要为酰基LPA、烷基LPA和烯基LPA，各亚组中不同长度的脂肪酸链形成不同的LPA分子[1]。

2LPA的合成与代谢

LPA为类生长因子的脂类信号分子，血小板、成纤维细胞、癌细胞、脂肪细胞、神经细胞、某些炎症细胞、内皮细胞受到各种刺激后均可生成，通过内分泌和旁/自分泌的方式释放。最先发现LPA在血小板聚集时由血小板分泌释放入血；成纤维细胞经哺乳动物肽类生长因子刺激及损伤刺激可产生LPA并释放到细胞外基质中产生生物学效应；实验发现卵巢癌患者腹水及血浆中含有大量活性LPA；用[32P]标记发现脂肪细胞和脂肪组织也能合成释放LPA；越来越多的证据表明，为了应答多种细胞外刺激，LPA可以从多种类型的细胞释放[2]。

LPA主要来源于应激的血小板，主要通过两条途径合成：①溶血磷脂酶D（PLD）催化溶血磷脂酰胆碱水解而生成。②血小板中磷脂酶A2（PLA2）激活后催化磷脂酸水解生成。另外，3-磷酸甘油酰基辅酶A进行酰基化过程中和新产生的磷脂酸经脱酰基作用也可生成少量的LPA，新形成的LPA释放入血液，是血清的正常组分[3]。

3LPA的生物学效应

LPA在正常血清中浓度为2~20μmol/L，主要与血清白蛋白结合存在，与白蛋白结合的LPA可以免受血清中磷脂酶的消化，保持其生物活性。Moolenaar等提出了LPA活性是与G-蛋白偶联7-跨膜受体（GPCR）结合时激发的，LPA通过G蛋白偶联受体（GPCRS）介导的多种信号传导通路发挥多种生物效应[4]：①对血小板活化作用起正反馈的放大作用，促血小板聚集和血栓形成。LPA可启动溶血磷脂酰胆碱乙酰化，它是与血小板活化因子极为相似的物质。LPA是PLA2的酶解产物，通过水解磷脂酸一步就可以生成LPA。②促进平滑肌收缩。③促进细胞增殖和分化，对成纤维细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞及早期胚胎均起作用。④抗细胞凋亡，⑤促进细胞迁移和浸润。LPA能促进大鼠腹水肝细胞瘤和其他肿瘤细胞转移，侵入单层未发生转变的细胞，其机制可能与增加细胞黏附，加强细胞运动有关。除肿瘤细胞外LPA还能引起正常内皮的迁移，在伤口的愈合、溃疡愈合以及血管再生中均起重要作用。⑥影响神经细胞形成。⑦改变胶质细胞的形态等。

4LPA的受体

LPA作为一种脂类信号分子，主要通过G蛋白偶联受体的信号传递途径作用于靶细胞。研究表明存在一类G蛋白偶联的七螺旋受体亚族，其配基是有生物活性的溶血磷脂，包括LPA和磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate,SIP）。目前，在哺乳动物中已经确定存在5种LPA受体，LPA1~LPA5[5]。其中LPA1~LPA3相互之间基因编码具有同源性，同属于内皮分化基因家族（endothelialdifferentiationgene,Edgfamily）而LPA4和LPA5在系统进化树上它们分属于两个不同的分支。

1996年Hecht等从小鼠大脑皮层细胞中克隆出的第一个LPA受体，LPA1/Edg2，LPA1广泛分布于脑、心脏、胃肠道与生殖系统，心脏组织中的含量仅次于脑。1998年An等发现LPA2即Edg4，它与LPA1氨基酸的同源性为72%，LPA2主要分布于睾丸、胰腺、前列腺、脾脏、胸腺。1999年Bandoh等和2000年Im等先后克隆了Edg7基因，将其确定为LPA的第三种受体LPA3，LPA3氨基酸序列与LPA1、LPA2分别有53.7%和48.8%的同源性。LPA3主要分布于前列腺、睾丸、心脏、肺、胰腺。Noguchi等2003年报道了第四种LPA受体，LPA4广泛表达于各组织，但除了在卵巢组织中十分丰富外，胸腺、胰腺、小肠、心脏、脑等组织中均很微弱。Lee等Northernblot分析显示，LPA4广泛表达于胚胎组织（包括胚脑）中。2006年Lee等报道了第五种LPA受体，LPA5/GPC92。在系统进化树上，它与LPA4的氨基酸序列同源性为35%。小鼠LPA5富含于小肠，同时以低水平广泛分布于脾脏、胃、胸腺、皮肤、肝脏、肺、胚胎干细胞、胚肝、胚脑和背根神经节，但在脑和心脏组织中，未检测到LPA5的表达。

5LPA与生殖

5.1LPA与胚胎植入:哺乳动物的胚胎植入是胚胎与子宫之间时空上相互协调的过程，使胚胎在短暂的子宫接受期与子宫内膜黏附，随后，滋养层细胞侵入内膜与母体的蜕膜共同形成胎盘，维持胚胎进一步发育。影响胚胎植入的因素很多，如雌孕激素、白血病抑制因子（LIF）、表皮生长因子（EGF）、粘附因子、基质金属蛋白酶（MMP）、环氧合酶（COX），一氧化氮（NO）等，近期国外报道还有溶血磷脂酸受体3（LPA3）与胚胎植入有关。

每个成功的妊娠需要适合的胚胎种植，低种植率是通过辅助生殖技术治疗不孕症的主要问题。YeX等报道[6]LPA通过其受体LPA3影响胚胎植入，定向删除LPA3，所产生的小鼠具有一种可归因于着床延迟、着床空间被改变、胎盘肥厚和胚胎死亡等的表现型。许多研究表明，环氧合酶2（COX2）是体内重要的信使和效应分子，在调节女性生殖系统功能中起重要作用。COX2基因缺陷的小鼠存在多方面的生殖功能障碍，包括排卵障碍、受精率下降、着床和蜕膜化及分娩失败。COX2影响女性生殖功能主要是通过其促进前列腺素（PG）的合成来实现的，PG在胚胎着床、生长发育和分娩的过程中起重要作用。LPA是PLA2的酶解产物，cPLA2还是产生花生四烯酸（AA）的限速酶。COX或称前列腺素-H合成酶（PGHs）是AA合成PG的关键酶，COX催化AA转变为PG-H，再由各种特异性合成酶将PG-H合成相应PG。在胚胎植入前缺乏LPA3的子宫中COX2的表达降低，COX2降低会导致PGE2和PGI2的水平下降。研究认为PGE2和PGI2是主要参与胚胎植入和蜕膜化过程的PG[7]。给缺乏LPA3的雌性小鼠注射PGE2和PGI2挽救种植延迟，但不能阻止着床空间的改变，表明LPA和COX2在胚胎植入和哺乳动物生殖过程起到关键作用[8]。

LPA存在于正常的卵泡液中说明它可能与卵巢的正常生理有关。ShahBH的研究表明，LPA刺激卵母细胞成熟，在种植前从2~4个细胞分裂到囊胚阶段和提高胚胎在输卵管的运输能力[8]。LPA也是使组织转化病变的因子之一，该转变发生在黄体生长、分化和退化期间。

LPA通过其受体LPA3在胚胎植入过程中发挥重要作用。LPA3在小鼠子宫的表达通过甾体类激素发挥正面和负面的作用，LPA3mRNA水平在子宫内膜经前期阶段表达增强，在性交后3.5天达高峰，4.5天降至基础水平，在卵巢切除的小鼠LPA3的表达保持在一个低水平，给卵巢切除的小鼠补充孕酮则LPA3mRNA的表达水平上调。另一方面，同时补充雌激素则抵制了孕酮的作用。说明孕酮和雌激素共同调控LPA3的表达水平利于子宫在早孕期间达到接受状态[9]。

5.2LPA与反复自然流产(RecurrentspontaneousabortionRSA)。LPA主要来源于活化的血小板，在凝血和血栓形成过程的早期由血小板释放到血液中，血小板经过活化产生LPA的作用有正反馈的特点，因此血中的LPA又可以导致血小板激活，引起血小板聚集和促进的血栓形成。正常人血浆中LPA的浓度很低或测不到，但在血栓类疾病及某些肿瘤患者血浆中LPA水平可达正常人2~3倍，甚至更高。研究显示LPA是血栓形成前的一种释放物，预警血栓形成的可能发生。LPA在心脑血管疾病的研究已取得重大进展，已作为缺血性心脑血管疾病的预警因子[10]。

RSA发生率为1.0%，占所有妊娠丢失的15~20%，RSA的病因十分复杂，目前尚不十分清楚，认为与染色体异常、内分泌因素、解剖学因素、免疫性因素及感染性因素有关。在现代技术诊断中，除以上因素外，仍有约40%~50%患者原因不明。

资料显示，RSA的发生与孕妇的高凝状态有关，胎盘血栓形成可能是导致DIC，死胎、流产、和胎儿宫内生长受限的重要因素。凝血及抗凝系统缺陷导致的血栓形成倾向与不良妊娠结局之间的关联，成为近几年研究的热点问题，研究表明RSA病例处于一定的高凝状态，但尚不足已对病人常规凝血功能指标造成明显影响，尤其是<12孕周的流产组与对照组比较各项抗凝蛋白缺陷的发生差异无显著性[11]，研究显示LPA是血栓形成早期的释放物，血浆LPA水平增高就提示体内血小板可能处于活化状态，进而标志有形成血小板血栓（包括微血栓）的危险。RSA的发生是否与LPA水平的有关值得探讨。

5.3LPA与卵巢癌。在妇科恶性肿瘤中卵巢癌是首位致死原因，卵巢癌高死亡率的重要原因之一是缺乏有效的早期诊断方法。近年发现LPA水平的升高受体表达的改变和对LPA应答异常导致了卵巢癌的发生和发展，测定卵巢癌患者血浆LPA水平，发现其明显升高，推测LPA与卵巢癌的发生、发展、浸润、转移及化疗耐受密切相关[12]。

SutphenR等[13]研究发现Ⅰ期卵巢癌患者90%以上血浆LPA水平升高，Ⅱ-Ⅳ期卵巢癌患者100%血浆LPA水平升高，复发卵巢癌患者血浆LPA水平100%升高，不同阶段卵巢癌患者检测灵敏度无明显差异。同时测定常用的卵巢癌标记物CA125，其敏感性和特异性低于血浆LPA。认为血浆LPA可作为早期诊断卵巢癌的生物标记物。

LPA2和LPA3在卵巢癌细胞过表达，在正常卵巢细胞不表达或低表达，LPA与之结合后促进细胞的DNA合成及细胞增生，因此，LPA2和LPA3的表达可能与LPA对肿瘤的作用有关。LPA可以激活LPA2和LPA3，使其偶联的G蛋白活化，并进一步激活G蛋白介导的多种信号转导通路，最终导致基因表达或蛋白质改变，产生生物学效应：直接刺激肿瘤组织生长和转移；增强肿瘤细胞黏附和分裂能力，加强肿瘤细胞侵袭运动；调节组织血管生成因子的表达，促进肿瘤血管形成，加速肿瘤生长和转移；抗肿瘤细胞凋亡，延长肿瘤细胞的半衰期等[14]。

5.4LPA与妊娠期高血压疾病。妊娠期高血压疾病是影响妊娠预后最常见的妊娠期特有疾病，直接威胁母儿的生命安全，是孕产妇和围生儿病率及死亡率的主要原因。妊娠期高血压疾病的病因及病理机制尚不清楚，目前多认为其发病机制可能与血管内皮细胞损伤、自身免疫、凝血系统及纤溶系统失调等有关。

妊娠期高血压疾病的基本病理变化是全身小动脉痉挛，血管内皮细胞可因缺氧而受损，可使血小板黏附活化释放LPA，同时存在的凝血与纤溶系统的失衡及组织水肿、血液浓缩，更使血液处于较正常孕妇更高的凝血状态，进一步促使血小板激活、凝聚[15]，而后释放LPA，使血中LPA水平升高。升高的LPA反过来促使血小板进一步活化并释放更多的LPA，进一步导致凝血功能异常和血压升高，促进妊娠期高血压疾病的发生发展和病情恶化。有报道妊娠期高血压疾病患者血浆肿瘤坏死因子升高，外周血嗜中性粒细胞被激活，二者可直接损伤血管内皮细胞，也使得血小板聚集而释放LPA。

张建好等研究妊娠期高血压疾病患者血浆LPA水平明显升高，且与病情有关，LPA水平越高，提示病情越重。妊娠期高血压疾病患者胎盘组织中LPA2、LPA3呈高表达，其表达程度与病情有关，随病情加重，表达程度升高。推测LPA可能与妊娠期高血压疾病的发生发展、病情程度及预后有关。

6结语

LPA在调节生殖系统功能中起重要作用。LPA是体内凝血或血栓形成的分子标记物，还可作为早期诊断卵巢癌的生物标记物。随着对LPA与生殖关系的深入研究，必然会对反复早期自然流产的发病机制和治疗提供新的思路和方法。

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作者单位：050051石家庄市妇幼保健院1

518036北京大学深圳医院妇产科2