细胞生长因子微环境与早期胚胎发育

中国组织工程研究第20卷第11期2016–03–11出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchMarch11,2016Vol.20,No.11ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH1637·综述·王芳，女，1969年生，重庆市人，汉族，1991年四川省泸州医学院临床医学系毕业，副主任医师，主要从事辅助生殖临床研究。中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)11-01637-07稿件接受：2016-01-24细胞生长因子微环境与早期胚胎发育王芳,陈绍威(泸州医学院附属医院生殖医学技术部，四川省泸州市646000)引用本文：王芳,陈绍威.细胞生长因子微环境与早期胚胎发育[J].中国组织工程研究，2016，20(11):1637-1643.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.11.018ORCID:0000-0002-6659-9162(王芳)文章快速阅读：文题释义：胚胎发育：是一个复杂的生理过程，提供某些细胞因子或清除微环境中有害物质等都将有助于胚胎的正常发育。通过胚胎体外培养模拟体内胚胎发育过程，可以了解众多因素对胚胎发育的影响，减少胚胎细胞凋亡。细胞生长因子微环境：创建细胞生长因子微环境有利于胚胎发育，表皮生长因子、胰岛素样生长因子、白血病抑制因子、转化生长因子和血管内皮生长因子等生长因子在胚胎发育过程中起重要作用。摘要背景：哺乳动物胚胎早期发育和着床是一个非常复杂的过程，受到多种细胞因子的调节，其中表皮生长因子、转化生长因子、白血病抑制因子、胰岛素样生长因子和血管内皮生长因子在调控此过程中发挥着重要的作用。目的：介绍影响早期胚胎发育的相关细胞因子种类、结构特点和分子调控机制，同时，对国内外关于表皮生长因子、转化生长因子、白血病抑制因子、胰岛素样生长因子和血管内皮生长因子在早期胚胎发育中的作用研究进展进行了综述。方法：以检索词“胚胎发育(embryosdevelopment)，表皮生长因子(Epidermalgrowthfactor)，胰岛素样生长因子(1nsulin-likegrowthfactor-II)，白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor)，转化生长因子(Transforminggrowthfactor)和血管内皮生长因子(Vascularendothelialgrowthfactor)”检索1989至2015年相关文献。归纳总结近几年文献报道综述5种细胞因子表皮生长因子、转化生长因子、白血病抑制因子、胰岛素样生长因子和血管内皮生长因子对于克服哺乳动物早期胚胎发育阻滞发挥的积极作用。结果与结论：(1)细胞生长因子参与胚胎发育是研究的重点。胰岛素样生长因子能够促进胚胎的生长，表皮生长因子在胚胎发育方面表现出多种形式的功能，白血病抑制因子直接影响卵母细胞发育，孕激素可上调白血病抑制因子表达为胚胎发育提供了良好的细胞因子微环境，血管内皮生长因子促进卵母细胞的体外成熟在胚胎发育的各个阶段都起着非常重要的作用。(2)弄清这些细胞因子的调控模式，不但可以有助于胚胎的体外培养，也有助于减少胚胎凋亡，对促进胚胎发育有十分重大的意义。关键词：组织构建；组织工程；表皮生长因子；白细胞抑制因子；胰岛素样生长因子；胚胎；细胞凋亡主题词：胚胎发育；表皮生长因子；胰岛素样生长因子Ⅰ早期胚胎发育的相关细胞因子种类、结构特点和分子调控机制无脊椎动物的胚胎发育与脊椎动物相同处：也是按阶段循序进行生物合成和细胞分化；由组织发生到器官发生，终而在形态建立的基础上出现功能分化这些过程不仅要具体通过细胞间和组织间的相互作用，而且还必须具备一定的环境条件才能实现，如光照、干旱和寒冷对胚胎或幼虫的蜕皮和滞育有直接影响，基质的理化和生物因素可决定水生幼虫的沉落、附着和变态，而营养、盐度、温度、光照、空间和外激素等条件都可影响其性腺的发生和分化王芳，等.细胞生长因子微环境与早期胚胎发育P.O.Box10002,Shenyang110180(DepartmentofReproductiveMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofSichuanMedicalUniversity,Luzhou646000,SichuanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Earlymammalianembryonicdevelopmentandimplantationisaverycomplexprocess,whichisregulatedbyavarietyofcytokines.Moreover,epidermalgrowthfactor,transforminggrowthfactor,leukemiainhibitoryfactor,insulin-likegrowthfactorandvascularendothelialgrowthfactorplayanimportantroleinthisregulationprocess.OBJECTIVE:Tointroducecytokinesrelatedtoearlyembryonicdevelopment,includingtypes,structuralfeaturesandmolecularmechanisms,andmeanwhiletoreviewtheeffectsofepidermalgrowthfactor,transforminggrowthfactor,leukemiainhibitoryfactor,insulin-likegrowthfactorandvascularendothelialgrowthfactorintheearlyembryonicdevelopment.METHODS:Aliteratureretrievalwasperformedtosearchrelevantarticlespublishedfrom1989to2015usingthekeywordsof“embryosdevelopment,epidermalgrowthfactor,transforminggrowthfactor,leukemiainhibitoryfactor,insulin-likegrowthfactor,vascularendothelialgrowthfactor”.Activeeffectsofthesefivekindsofcytokinesinovercomingthemammalianembryonicdevelopmentblockwerereviewedandsummarizedtoprovidetheoreticalandexperimentalbasisforfurtheroptimizationoftheembryonicculturesysteminvitro.RESULTSANDCONCLUSION:Cellgrowthfactorsinvolvedinembryonicdevelopmentisthefocusofthestudy.Insulin-likegrowthfactoriscapableofpromotingtheembryonicgrowth;epidermalgrowthfactorexhibitsmultiformfunctionsintheembryonicdevelopment;leukemiainhibitoryfactordirectlyaffectsoocytecelldevelopment,andprogesteroneincreasestheexpressionofleukemiainhibitoryfactortoprovideagoodcytokinemicroenvironmentforembryonicdevelopment;vascularendothelialgrowthfactorpromotesinvitrooocytematuration,andplaysaveryimportantroleinvariousstagesofembryonicdevelopment.Toclarifytheseregulatorypatternsofcytokinescannotonlycontributetoinvitroembryonicculture,butalsoreduceembryonicapoptosis,whichisofgreatsignificanceforpromotingembryonicdevelopment.Subjectheadings:EmbryonicDevelopment;EpidermalGrowthFactor;Insulin-LikeGrowthFactorICitethisarticle:WangF,ChenSW.Microenvironmentofcellgrowthfactorsandearlyembryonicdevelopment.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(11):1637-1643.0引言Introduction人类早期胚胎发育是一个复杂的生理活动，多年来的人胚胎体外培养的研究表明，早期胚胎发育受多种细胞因子的调控[1-4]，炎性细胞因子会抑制胚胎发育，如肿瘤坏死因子α[5-7]，白细胞介素6[8]，白细胞介素1及其受体等[9]。而早期胚胎的正常发育必须依赖于源自生殖道上皮细胞的信号，抗凋亡因子和细胞生长因子形成网络发挥生物活性作用，提供某些细胞生长因子或清除微环境中有害物质等都将有助于胚胎的正常发育。因此，细胞生长因子与早期胚胎发育的关系密切，在促进早期胚胎发育、提高胚胎质量等方面具有重要意义。胚胎发育受多种因素的影响，如生长因子，细胞因子，血管活性因子。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，对其研究已深入到细胞、分子生物学水平，细胞生长因子发挥改善胚胎发育、启动胚胎着床、调节植入过程等强大作用(图1)。细胞生长因子是由正常细胞分泌的具有刺激细胞生长活性的可溶性蛋白与多肽类物质，既无药物类毒性，也无免疫反应。胚胎发育期间可合成并分泌多种肽类细胞因子包括碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、干细胞因子、胰岛素样生长因子1等[10-13]。从目前的哺乳动物以及人类的研究资料表明，哺乳动物早期胚胎可以合成上述多肽类生长因子。这些因子通过胚胎或胚胎周围组织细胞的旁分泌或自分泌途径，促进和影响胚胎发生，同时，它们的受体也在胚胎和母体中表达，影响体外受精胚胎移植的结局。与哺乳动物胚胎发育有关的细胞因子有胰岛素、胰岛素样生长因子家族、表皮生长因子家族、成纤维细胞生长因子家族、血小板衍生生长因子家族、白血病抑制因子、血管内皮生长因子等。胰岛素样生长因子是促合成代谢、促有丝分裂和抗细胞凋亡的因子，能调节脊椎动物细胞的生长、分化和凋亡，胰岛素样生长因子通过内分泌、自分泌或旁分泌机制在早期胚胎发育、胚胎着床中起着重要的调节作用[14]。此外转化生长因子α是一类具有多种生物学作用、多细胞来源的细胞因子，也是表皮生