Участие фактора NF-ΚB и его регуляторных белков в развитии осложненной беременности

Нормальное течение внутриутробного периода развития зависит от сбалансированного функционирования фетоплацентарной системы, важную роль в которой играют околоплодные воды. Модификация состава этой биологически активной среды является отражением изменений, происходящих в данной системе в течение как физиологической, так и осложненной беременности [1].

Наиболее существенным из метаболических нарушений в организмах матери и плода, возникающих в результате действия патогенетических факторов, является модификация состава и активности белков околоплодных вод, в том числе и факторов транскрипции. Последние являются специфическими регуляторными белками, обеспечивающими согласованную работу всего генома.

Одним из ключевых транскрипционных факторов, связанных с фундаментальными клеточными процессами, особенно интенсивно протекающими в период гестации (апоптоз, ангиогенез, дифференцировка и пролиферация), является фактор NF-κB (nuclear factor-κB). Он модулирует экспрессию более чем 150 генов, вовлеченных в указанные процессы [2—4]. Под влиянием NF-κB усиливается продукция цитокинов, хемокинов, молекул клеточной адгезии, индуцибельных ферментов, матриксных металлопротеиназ, апоптозных белков и др. [5, 6].

NF-κB представляет собой гетеродимерный комплекс белков, причем наиболее часто встречается комбинация субъединиц p50 и p65 (RelA), именно последняя ответственна за проявление специфической активности NF-kB [7]. Субъединица p65 была обнаружена в амниотических эпителиальных клетках, клетках цитотрофобласта и децидуальной оболочки [8—10].

Активность NF-κB стимулируется в ответ на ряд экзогенных факторов. Баланс между активацией и ингибированием сигнального каскада NF-κB поддерживается многочисленными биоактивными компонентами (факторами роста, цитокинами, активными формами кислорода и др.), в том числе и различными белками [2, 11].

Модификация этих процессов, очевидно, вносит существенный вклад в формирование и развитие акушерской патологии. На протяжении последних десятилетий среди осложнений гестации, приводящих к перинатальной заболеваемости и смертности, важное место занимают задержка роста плода (ЗРП) и гестоз, выяснение молекулярных механизмов развития которых продолжает оставаться весьма актуальным.

Настоящая работа посвящена изучению ДНК-связывающей активности субъединицы p65-NF-κB в околоплодных водах при физиологической беременности, ЗРП и гестозе, а также анализу взаимосвязи данного показателя с особенностями протеомного спектра этого биологической жидкости для выявления белков, вовлеченных в регуляцию активности указанного транскрипционного фактора.

В исследование были включены 88 беременных в возрасте 23—33 лет (средний возраст 25,7±0,4 года), давших информированное согласие на расширенный алгоритм обследования. Контрольную группу составили 40 практически здоровых женщин с неосложненным течением беременности, закончившейся своевременными родами.

Основные группы составили 48 женщин с осложненной беременностью. У 24 из них беременность осложнилась асимметричной формой ЗРП на фоне субкомпенсированной плацентарной недостаточности (1-я группа). Диагноз плацентарной недостаточности поставлен на основании комплексного динамического клинико-лабораторного обследования, включающего гормональные, ультразвуковые, допплерометрические исследования. У 24 беременных имел место поздний гестоз легкой и средней степени тяжести (2-я группа). Тяжесть гестоза оценивалась по шкале Goeke в модификации Г.М. Савельевой [12].

По возрасту, индексу массы тела, соматическому и акушерско-гинекологическому анамнезу пациентки обследуемых групп были сопоставимы.

Материалом для исследования служили околоплодные воды, полученные во II триместре (23—24 нед) путем трансабдоминального амниоцентеза по медицинским показаниям и при вскрытии плодного пузыря в первом периоде родов (39—40 нед).

Продукцию белков оценивали с помощью протеомного анализа, включающего двухмерный электрофорез с последующей времяпролетной масс-спектрометрией в сочетании с алгоритмами биоинформатики. Метод подробно описан ранее [13]. ДНК-связывающую активность субъединицы р65 транскрипционного фактора NF-κB в околоплодных водах определяли с использованием набора фирмы «Cayman Chemical» (США) и выражали в оптических единицах (опт. ед.) на 1 мг общего белка.

Статистическую обработку данных осуществляли с использованием лицензионного пакета программ Statistica (версия 6.0. фирмы «StatSoft. Inc.»). Результаты оценивали как статистически значимые при p<0,05.

Как показали исследования, ДНК-связывающая активность субъединицы р65-NF-κB возрастает в околоплодных водах по мере физиологического течения беременности на 29%: от 3,81±0,27 опт.ед. на 1 мг белка в 23—24 нед гестации до 4,90±0,32 опт.ед. на 1 мг белка в 39—40 нед гестации (р<0,02) (см. рисунок).

С одной стороны, активированный NF-κB увеличивает экспрессию ферментов, участвующих в метаболизме арахидоновой кислоты и синтезе простагландинов — циклооксигеназы-2 и фосфолипазы А2 [14, 15]. С другой, субъединица р65-NF-κB, взаимодействуя с рецептором прогестерона, уменьшает его транскрипционную активность, что приводит к ослаблению эффектов самого прогестерона, который оказывает иммуносупрессивное действие и сохраняет матку в состоянии «покоя» во время беременности [16, 17].

Одной из причин модификации активности NF-κB может быть изменение экспрессии белков, влияющих на его активность, которая была оценена с помощью технологии протеомного анализа. Протеомный профиль биологического объекта является информативным критерием экспрессии генов, характерным для того или иного процесса (физиологического или патологического) и позволяющим судить о механизмах, контролирующих эту экспрессию [18].

Так, протеомный анализ околоплодных вод показал, что два белка — кальгранулины А и В, отсутствующие во II триместре, появляются в конце III триместра беременности. Кальгранулины А и В относятся к кальций- и цинксвязывающим белкам, образующим тетрамерный комплекс — кальпротектин [19]. Кальпротектин активирует транскрипционный фактор NF-κB, что приводит к увеличению экспрессии ряда белков, принимающих непосредственное участие в регуляции родовой деятельности [20]. Кроме того, кальпротектин может выполнять роль транспортера арахидоновой кислоты, являющейся исходным субстратом для синтеза простагландинов, модулируя таким образом активность ферментов, вовлеченных в ее метаболизм [21]. Роль кальгранулинов А и В в регуляции родовой деятельности подтверждается увеличением уровня кальпротектина в околоплодных водах пациенток, у которых развились преждевременные роды [22].

Активность субъединицы р65-NF-κB при беременности, осложненной ЗРП, во II и III триместрах составляет 2,01±0,42 и 2,28±0,29 опт.ед. на 1 мг белка соответственно. При сопоставлении этих данных с полученными при физиологической беременности выявлено уменьшение ДНК-связывающей активности субъединицы р65-NF-κB в околоплодных водах в среднем на 47% (р<0,05) во II триместре и на 54% (р<0,001) в III триместре. При гестозе активность изученной субъединицы в околоплодных водах в конце III триместра составляет 3,11±0,57 опт.ед на 1 мг белка, т.е. снижена на 36,5% (р<0,02) по сравнению с аналогичным показателем при неосложненной гестации.

Подавление активности NF-κB при ЗРП и гестозе, очевидно, связанное с обнаруженным нами снижением продукции кальгранулинов А и В в конце III триместра при обоих видах осложнений беременности, является одной из причин нарушений родовой деятельности, которые нередко встречаются при указанных патологиях [23, 24].

Кроме того, снижение активности фактора NF-κB для определенного осложнения беременности может быть также связано со специфическими модификациями протеомного спектра. Так, при ЗРП в околоплодных водах отсутствует пероксиредоксин-2 в отличие от физиологической беременности и гестоза. Пероксиредоксин-2 принадлежит к семейству пероксидаз и может выступать в качестве регулятора активности транскрипционных факторов (NF-κB, Nrf2, АР-1), процессов пролиферации и апоптоза клеток [25, 26]. Нарушение синтеза пероксиредоксина-2 приводит к усилению окислительных процессов и ингибирует активность транскрипционного фактора NF-κB вследствие накопления перекиси водорода [27]. Можно полагать, что снижение продукции пероксиредоксина-2, помимо подавления NF-κB, вносит определенный вклад в усиление внутриутробной гипоксии и развитие окислительного стресса, имеющих место при ЗРП [28].

При гестозе в околоплодных водах в конце III триместра обнаруживается белок BRSM1 (breast cancer metastasis-suppressor 1), который при физиологической гестации отсутствует. Среди многочисленных регуляторных функций белка BRSM1 его влияние на транскрипционный фактор NF-κB занимает особенно важное место. Этот белок связывается с субъединицей p65-NF-κB, подавляя ее активность за счет деацетилирования [29, 30]. Кроме того, продукция BRSM1 приводит к подавлению фосфорилирования и деградации ингибиторного белка IkB и, как следствие, к снижению транслокации NF-κB в ядро [29].

Увеличение содержания BRSM1 в околоплодных водах при гестозе, по-видимому, за счет усиления его синтеза в плаценте имеет большое значение в механизмах развития этой патологии. BRSM1-опосредованная супрессия NF-κB способствует усилению апоптоза, накоплению реактивных форм кислорода, приводящему в конечном счете к развитию окислительного стресса, дисбалансу про- и противовоспалительных цитокинов с последующим развитием воспалительного ответа. В настоящее время вышеуказанным функциональным нарушениям отводится решающее значение в развитии гестоза [31, 32].

Таким образом, снижение активности субъединицы р65 фактора NF-κB наблюдается как при ЗРП, так и при гестозе. При этом очевидно, что механизмы подавления активности транскрипционного фактора могут быть как общими, так и специфическими для определенной акушерской патологии. Изменение экспрессии транскрипционного фактора NF-κB и его активности, несомненно, вносит серьезный негативный вклад в развитие метаболических и функциональных нарушений в фетоплацентарном комплексе при любом варианте патологического развития беременности.