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【摘要】 白血病抑制因子（LIF）是一种具有广泛生物学功能的细胞因子，它主要通过与其受体（LIF-R）结合后发挥作用。目前认为LIF是调节卵泡生长发育,胚胎生长、发育、分化、着床等方面的关键因子之一，本文就其在生殖方面的重要作用进行综述。
【关键词】 白血病抑制因子；生殖
白血病抑制因子(leuckemia inbibitory factor,LIF)为白介素6(IL-6)家族中一员, 有6种白细胞介素的多向性的细胞活素，最早因它能抑制髓样白血病细胞系M 的增殖和促进其分化而得名［1］。LIF在不同的组织和细胞中有不同的生物学活性, 能调节胚胎干细胞、原始生殖细胞、肝细胞和内皮细胞等多种细胞的生长和分化。近来大量研究表明,LIF可影响生殖活动的多个环节,包括卵泡的生长发育,胚胎的生长、发育、分化、着床等方面，本文就其在生殖方面的重要作用综述如下。
1 LIF及其受体的结构与信号传导
LIF基因是单拷贝基因，在人和鼠分别位于第22号和第11号染色体上，由3个外显子和2个内含子组成。LIF受体复合物由一个低亲和性受体（LIFR）及一个高亲和性受体（gp130）组成。LIFR还有LIFRα及LIFRβ两条链。LIF先以较低亲和力与受体α结合，然后与gp130相互作用形成亲和力高的复合物，二聚体形成后gp130磷酸化，激活Janus酶，磷酸化下游的信号传导子及转录激活子（stat）蛋白，从而进入核内激活下游转录因子，产生一系列的生物效应。
2 LIF与胚胎发育
早在1988年Smith等就发现LIF能抑制胚胎干细胞（ES）的分化，并保持其增殖潜能。而重组LIF抑制了鼠胚芽细胞的变异，抑制原始外胚层形成，但可诱发原始内胚层分化。此结果证明，LIF在鼠早期胚泡成长与发展中起重要作用。1999年Chen在人和鼠着床前的胚泡中均发现有LIF及LIF受体的转录［2］,同年Hirzel报道LIF表达缺失可导致斑点臭獾的胚泡滞育，而增加LIF的浓度则可使滞育的胚泡重新发育并着床。而且，RT-PCR检测LIF的浓度表明，胚泡滞育时LIF的浓度低于胚泡重新发育时的水平［3］ ，证实LIF与胚泡发育有密切的联系。2004年Cheng［4］设计了在两胚胎原核阶段注入微量LIF抗敏感寡核苷酸以观察植入前胚胎的变化，发现随着注入剂量的增加，胚泡直径变小，胚胎发育到桑椹胚或胚泡阶段的比例逐渐降低，植入率也降低，而LIF的表达也随着注入剂量的增加而下降，补充外源性LIF后胚胎发育至4-细胞、桑椹胚及胚泡阶段的百分比升高，但比正常组还是略低。由此说明LIF对胚泡发育是起关键作用的，但LIF缺失的胚泡仍可发育至正常胚泡阶段，又同时证明LIF不是胚泡发育必需的。
LIF还可以提高体外培养的人胚胎形成率，改善胚胎质量。1992年Steward［5］报道LIF缺乏的胚胎发育交杂和胚胎小。Penkov［6］研究对桑椹胚阶段在培养皿中添加不同剂量的LIF，结果显示，所有加入LIF的胚胎发育比对照组平均增加了3.16%，且植入时形成的胎盘也较好。这些证明LIF促进了胚胎的发育，是胚胎形成及发育中重要的细胞因子之一。
在卵泡液中也检测到LIF的表达，并且在排卵前成熟卵泡中，LIF蛋白浓度极高。Northem原位杂交及RT-PCR研究臭獾发现其子宫产生两种LIFβ转录产物，其浓度在胚泡发育期升高，在胚泡激活后有所减少［7］。这些研究表明，LIF可促进胚胎发育，提高胚胎质量及存活力：而且LIF可能通过促进胚胎的滋养外胚层发育从而提高胚胎的着床能力，提高胚胎从外界获取营养的能力。
3 LIP与胚胎着床
不孕妇女导致不孕的原因很大程度上是因为着床失败。胚胎着床是胚泡与子宫内膜之间复杂的相互反应过程，许多实验证明，LIF参与着床过程，对胚泡孵化、子宫内膜容受性和滋养层的黏附都有明显关系。LIF在子宫内的表达已在不同哺乳动物得到证明。LIF mRNA的转录和蛋白翻译主要在子宫内膜腺上皮细胞中完成，然后将合成的蛋白分泌到子宫腔中发挥作用［8］。
LIF在狨属增生期子宫内膜中表达缺失，在黄体中期子宫内膜腺体细胞基质中发现有LIF表达，在黄体中期达到最大强度，黄体晚期开始下降［9］。在人类［10］免疫染色法检测到LIF在子宫内膜腔上皮中表达最高，其次是腺上皮，基皮中最低，腔腺上皮LIF表达在滤泡期最低，围排卵期升高，黄体期表达最高，而在基质中则无明显周期性。
LIF表达减弱或缺失可能导致不孕。基因重组技术发现LIF基因缺陷雌鼠能够排卵，其卵子也能受精，但胚泡不能正常植入和发育，如果转移到野生型假孕鼠中，则胚胎能正常植入和发育，说明LIF是动物胚泡植入过程中必需的［5］。王琳等［11］用免疫组化和原位杂效方法研究了人子宫内膜异位症（endometriosis ,EM）不孕患者子宫内膜LIF基因表达情况，结果发现EM不孕黄体中期子宫内膜LIF表达下降致子宫内膜接受性低下，使胚胎着床障碍，可能是其不孕的主要原因。从正常可孕妇女子宫内冲洗液中可获得大量的LIF，而且于月经周期分泌中晚期表达增高。然而从不明原因不孕妇女子宫冲洗液中获得的LIF的浓度明显较同期正常可孕妇女子宫冲洗液中测得的LIF的浓度低［12］。而且LIF在可孕妇女滤泡期及黄体期的组织中的浓度明显高于不孕妇女。在可孕妇女的子宫内膜活检样品中检测到LIF mRNA的表达在月经周期的分泌中晚期（19～21天）呈表达高峰，而此期恰为胚胎着床的“窗口期”。人LIFR及gpI30在整个月经周期内均表达，LIFR主要分布于子宫内膜腔上皮，gpI30则在腔上皮和腺上皮中均有发现［13］。Lusine［14］2004年研究报道：在“种植窗”期不孕患者表现出LIFR和gp130的分泌降低，且重组人LIF对提高不明原因不孕妇女种植率有帮助。但是GiessR［15］的研究却认为，不孕妇女LIF基因中出现了三个点突变，导致LIF蛋白与LIF受体结合力下降，而且LIF蛋白生物活性也降低，从而导致着床失败，而非LIF分泌数量减少所致。2004年Steck［16］等认为LIF基因突变可能是不明原因不孕及IVF-ET后着床失败的原因之一。尽管目前关于LIF与不明原因不孕症是基因问题还是调节问题尚无定论，但是这些研究却足以证明LIF与不明原因不孕症的发生存在一定程度的联系。
在行IVP-ET过程中，其体外受精及胚胎移入子宫的成功率为80%～90%，而妊娠率只有20%～30%，妊娠率不高的主要原因之一是着床失败。所以胚泡能否着床是人类生殖起始的关键。许多细胞因子参与着床过程，目前LIF被认为是最关键的因子之一。Hambartsoumian 等［17］研究行IVF时多次植入失败的不明原因不孕患者，对不孕妇女的月经周期不同时期的子宫内膜LIF研究发现，LIF明显下调并且无LIF峰，进一步说明母体LIF是胚泡植入的前提条件，胚泡着床期LIF的下调可能是早期妊娠失败的原因。
4 激素对LIF分泌的调节
LIF不仅与其他细胞因子之间相互调节，且它还受到激素内分泌的严格调控。进一步研究还发现，原因不明的不孕症妇女子宫内膜LIF的表达较正常妇女减弱甚至缺失，这提示LIF的异常表达可能是原因不明的不孕症患者着床失败的原因之一，也为不孕症的治疗及节育技术提出了一条新途径。
已知子宫LIF mRNA的表达主要受卵巢分泌的雌、孕激素的调节。目前雌、孕激素对LIF分泌的调节尚未完全明了，不同种类的动物受不同性激素的控制具有调节作用不一。在小鼠子宫内LIF的分泌主要受雌激素控制，给予小鼠子雌激素1h后，LIF分泌开始增加，持续5～6h。在卵巢切除的臭鼬的子宫内LIFR-βmRNA表达明显降低，提示卵巢分泌的激素上调LIFR-βmRNA的表达，但给予臭鼬生理剂量的雌激素或雌孕激素联合治疗后，子宫内膜中LIFR-β链无明显改变。然而孕激素有上调LIFR-β链mRNA表达的趋势，但无统计学差异［18］。给予幼年猴不同剂量的孕激素拮抗剂onapristone治疗后，子宫内膜腺上皮中LIF含量显著下降，推测猴子宫内膜中LIF的分泌受孕激素的调控［19］。对卵巢切除的兔而言，孕激素可使其LIF浓度升高，而雌孕激素协同治疗时则产生相反作用。米非司酮能抑制孕激素治疗下的兔子宫LIF的产生。让胚胎分别接受LIF治疗、LIF和米非司酮协同治疗，并以空白组对照及受孕率及着床率分别为（70%，27%）、（30%，9%），（40%，17%）［20］。可见在兔中孕激素可调节LIF及着床，卵巢切除狨属单纯雌激素等级剂量实验不能诱发LIF表达，雌孕激素协同作用则可诱发LIF表达，所以LIF是孕激素依赖蛋白［21］。
在人类中，LIF表达高峰出现在排卵后，而此期子宫内膜主要处在孕酮的影响下，而在排卵后的妇女用孕酮受体拮抗剂—米非司酮治疗后，引起其预计着床期内LIF在内膜腺体免疫定位的减少［22］，这暗示人LIF的表达受孕激素的调控。Ledee-Bataille等将患者分成多囊卵巢综合征组（PCOS）及月经周期规律的不孕患者组进行体外受精胚胎移植（IVF），他们提取两组患者排卵前卵泡液进行测定，结果显示PCOS组卵泡液中LIF及孕激素浓度明显低于不孕患者，LH/FSH与LIF浓度呈反比，而且尽管两组患者在年龄及适应证等方面差异无显著性，但是PCOS组着床率却明显低于不孕组［7］，因此，他们认为卵泡液中的LIF是胚胎营养素。同时也从侧面提示LIF与孕激素有着密切的关系。
Piccinni［23］研究发现孕激素可诱发T细胞产生LIF增加，而LIF同样受IL-4调节。Delage等［24］发现IL-1和IL-4可增加人子宫内膜LIF的分泌量。这一研究可总结为孕激素诱发IL-4分泌增加，而IL-4又可使LIF增加，因此有些学者认为，在除了小鼠以外的大多数哺乳动物中雌激素对LIF表达并无十分重要的影响，而孕酮作为在许多种类着床中起主导作用的激素，可调节LIF表达。Hambartsoumian等［25］研究认为在体外培养中孕酮对LIF的表达起抑制作用。但Arici［26］等研究认为，在培养皿中甾体激素并不能增强子宫内膜细胞的LIF的表达。目前人类LIF表达的孕激素调节还存在诸多争议，对其机制仍需进一步研究。
泌乳素和糖皮质激素也影响LIF mRNA的表达。其中泌乳素上调LIF的分泌，而糖皮质激素主要通过加速LIF mRNA的降解，从而减少LIF蛋白质的合成［27］。
5 其他因子对LIF的调节
胚泡与子宫内膜的黏附是黏附分子作用的结果，LIF可刺激滋养细胞分泌纤连蛋白，提示LIF又促进黏附的作用。王丽［28］研究表明：LIF可促进子宫内膜容受性的特征性分子-子宫内膜上皮细胞整合素β3的表达增加。Sawai等［29］报道IL-1、TGF、TNFα可增加子宫内膜LIF的表达，且随剂量增加影响程度加重。Perrier等［30］研究发现：HCG增加了卵泡期和分泌期子宫内膜上皮细胞的LIF分泌。同时还提示胰岛素1、2及TGFа对LIF分泌有促进作用。此外，Rodriguez［31］等发现在植入时，带有LIF处理的子宫腔上皮细胞体内都显示了CochmRNA的上调，提示可能受LIF的潜在调节。Fedorcsak P［32］及Takahashi Y［33］两位学者分别报道，SOCS 3细胞因子信号抑制体、STAT3蛋白信号分子等可能受LIF调控在着床中起生理或病理作用。以上研究足以说明LIF在生殖中的调节的重要性、复杂性和网络性。
6 LIF在生殖医学中尚待解决的问题
LIF是近年来国内外研究较多的细胞因子之一，它对胚胎着床所起的作用已基本得到了广泛的认可，但LIF作为调节胚胎发育，控制着床的因子，它是如何发挥作用的，它的激素调节机制以及与其他细胞因子之间的相互关系还有待于进一步研究。LIF作为着床重要因素可为不明原因不孕症妇女提供一个新的诊疗方案，并且它将为体外受精-胚胎移植的成功提供保障，也为节育技术的发展提出了一条新思路。
【参考文献】
1 Senlurk LM,Arici A.Leukemia inhibitory factor in human reproduction.Am J Reprod Immunol,1998,39(2):144-151.
2 Chen HP, Shew JY, Hsu WL,et al. Expression of leuken ia inbibitory Factor and its receptor in preimplantation embryos.Ferril Sterit, 1999,72(4):713-719.
3 Hirzel DJ, Wang J, Das SK,et al.Changes in uterine expression of leukem a in
〖BHbitory Factorduring pregnancy in the Western spotted skunk. Biol Reprod, 1999, 60(2):484-492.
4 Cheng TC,Huang CC, Chen CI, et al. Leukemia inhibitory factor Antisense oligonucleotide inhibits the development of murine embryos at preimplantation stages.Biol Reprod, 2004,70(5):1270-1276.
5 Steward CL, Kaspar P.Blastocyst implantation depends on maternal expression of leukemia inhibitory factor. Nature, 1992,359(6390):76-79.
6 Penkov LI.leukemia inhibitory factor improves and prolongs the development of parthenogenetic mouse embryo. Ontogenez, 2002,33(1):60-67.
7 Ledee-Bataille N, Lapree-Delage G,Taupin JL,et al.Follticular fluid concenttation of leukemia inhibitory factor is deceased among women with polycystic ovarian syndrome during assisted cycles.Hum Reprod, 2001,16(10):2073-2078.
8 Vogiags D, Marsh MM, Fry RC,et al.Leukaemia inbibitory factor in human endomerrium throughout the menstrual cycle.J Endocrinol, 1996,148(1):95-102.
9 Kholkute SD, Katkam RR, Nandedker TD,et al.Leukaem a inbibit6ory facto in the endomeirium of the com mon oerm osset callits ra jeccbus ,focal ization ,eapresion and hormonal tegulation. Mol Hum Reprod,2000,6(4):337-343.
10 Tsai HD, Chang CC, Hssich YY,et al. Leukem ia inhibitory factor expression in different endom errial locations between fertile and in Fertile women throughout different menstrual phases.J Assist Reprod Genet,2000, 17(8):415-418.
11 王琳，史常旭，常青，等.白血病抑制因子在子宫内膜异位症并发不孕患者黄体中期子宫内膜中的表达.生殖与避孕，2002,22(6）:335-357.
12 Laird SM, Tuckerm EM, Dalton CF,et al.The production of leckeamia inbibitory factor by human endomerrium:presence in uterine flushings and production by cells in culture. Hum Reprod, 1997,12(3):569-574.
13 Cuilinen EB, Abbonanzo SJ, A nderson PS, et al.Leukemia inhibitory factor (LIF) and LIF receptor expression in human endomerrium suggests a potential autocrine/pracrine function in regulating embryo implantation.Proc Natl Acad Sci USA,1996，98(7):3115-3120.
14 Lusine Aanajanova.Leukemia Lnhibitory factor and human embryo implantation.Annals of the New York Academy of Sciences,2004,10：176-183.
15 Giess R , Tansescu I, Steck T，et al.Lukaema inbibitory factor gene mutations in iferrile women.Mol Hum Reprod , 1999, 5(6):581-586.
16 Steck T. Leukaemia inhibitory factor(LIF) gene mutations in women with unexplained infertility and recurrent failure of implantation after IVF and embryo transfer.Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol, 2004,112(1):69-73.
17 Hambartsoumian E.Endometrial leukemia inhibitory factor (LIF) as a possible cause of unexplained infertility and multiple failures of implantation.Am J Reprod Immunol,1998,39(2):137-143.
18 Passavant C,Zhao X,Das SK,et al.Change in uterine expression of leukemia inhibitory factor receptor gene during pregnancy and its up-regulation by prolactin in the western spotted skunk.Biol Reprod,2000,63(1):301-307.
19 Puri CP,Katan RR,Sacheva G, et al,Endometrial contracep-tion:modulation of molecular determinants of uterine receptivity.Steroids,2000,65(10-11):783-794.
20 Liu CQ, Yuan Y,Wang ZX.Effects of leukaem ia inhibitory factor on endomerrial receptivity and its horm onal regulation in tabbits.Cell Biol Int, 2001,25(10):1029-1032.
21 Ernst M, Inglese M, Waring P,et al.Defective Gp130-me-diated signal transducert and activator of transctiption(STAT) signaling results in degenerative joint disease ,gastrointestinal ulcearation, and Faile re of uterine im plantation.Jexp Med, 2001,194(2):189-203.
22 Pitard V, Lorgeot V,Taupin JL,et al.The presence in human serum of a cireulating soluble leukem ia inhibitory factor receptor (sgP1490)and its evolution during pregnancy.Eur Cytokine Netw, 1998,9(4):599-605.
23 Piccinni MP,Scletti C,Mavifia C,et al.Production of IL-4 and leukemia inhibitory factor by T cells of the cumulus oophorus: a favorable microenviroment for preimplantation embryo development.Eur J Imthunol, 2001,81(8):243.
24 Delage G. In-vitro endometrial secretion of human interleukin for DA cell/leukemia inhibitory factor by explant cultures from fertile and infertile women. Hum Reprod, 1995,10(9):2483-2488.
25 Hambartsoumian E.In vivo administration of progesterone inhibits the secretion of endometrial leukemia inhibitory factor in vitro. Mol Hum Reprod,1998,4(11):1039-1044.
26 Arici A. Modulation of leukemia inhibitory factor gene and protein biosynthesis in human endometrium. J Clin Endocrinol Metab, 1995,80(6):1908-1914.
27 Pessavent C, Zhao X , Das SK,et al.Changes in uterine expression of leukem a inhibitory lation by prolactin in the wesrern spotied skunk.Biol Reprod, 2000,68(1):301-307.
28 王丽，周剑萍，张灿,等.LIF及其抗体对小鼠胚胎着床影响的体外研究.现代妇产科进展，2003，5：327-329.
29 Sawai K. Human decidual cell biosynthesis of leukemia inhibitory factor: regulation by decidual cytokines and steroid hormones. Biol Reprod, 1997,56(5):1274-1280.
30 Perrier D,Hauterive S, Charlet-Renard C, et al. Human chorionic gonadotropin and growth factors at the embryonic-endometrial interface control leukemia inhibitory factor（LIF）and interleukin 6(IL-6) secretion by human endometrial epithelium. Hum Reprod,2004,19(11):2633-2643.
31 Rodriguez CI. A secreted von Willebrand factor type a domain-containing factor,is regulated by leukemia inhibitory factoe in the uterus at the time of embryo implantation. Endocrinology, 2004,145(3):1410-1418.
32 Fedorcsak P,Storeng R.Effects of leptin and leukemia inhibitory factor on preimplantation development and STAT3 signaling of mouse embrtos in vitro. Biol Reprod,2003,69(5):1531-1538.
33 Takahashi Y.SOCS3:an essential regulator of LIF receptor signaling in trophoblast giant cell differentiation.Embo J,2003,22(3):372-384.
作者单位： 430060 湖北武汉，武汉大学人民医院生殖医学中心（ △通讯作者）
(编辑：林剑雷)