lncRNA KCNQ1OT1和miR146a3p在子痫前期胎盘组织中的表达及调控机制的初步研究.docx
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1、目的观察长链非编码RNA(IncRNA)钾电压门控通道亚家族Q成员1反向转录物I(Kcnqioti)和微小rna(miR)-46a-3p在子痫前期(PE)胎盘组织中的表达,并初步探索两者相互调控后对滋养细胞生物学特性的影响及作用机制,方法(1)选择2017年7月一2018年7月在省人民医院住院的PE孕妇45例为PE组,选择同期正常孕妇55例为对照组,采用实时荧光定量PCR技术检测两组胎盘组织中KCNQIOTImRNAmiR-146a-3p的表达,并分析两者的相关性。(2)采用绒毛膜滋养细胞层细胞系HTR8SVneo细胞,先分为空白对照组和脂多糖(1.PS)组,经1.PS处理24h的HTR8SV
2、neo细胞再进一步分为短发夹状RNA(sh)-KCNQ1OT1组(即沉默KCNQIoTl的表达)、miR-146a3p抑制物(inhibitor)组和Sh-KCNQlOTl+miR-146a-3pinhibitor组,共5组。应用生物信息学软件预测KCNQIOTl和miR-146a-3p的靶向关系,并采用双荧光素酶报告基因实验加以验证;分别采用活细胞计数(CCK-8)法、划痕实验、穿膜(transwell)小室实验检测HTR8SVneo细胞的增殖、迁移、侵袭能力,实时荧光定量PCR技术检测细胞中KCNQIOTlmRNA、miR-146a-3p的表达,蛋白印迹(WeStemblot)法检测细胞中
3、趋化因子12(CXC1.l2)和趋化因子受体4(CXCR4)蛋白的表达。结果(I)PE组胎盘组织中KCNQIOTlmRNA的表达水平低于对照组(分别为0.230.03、0.510.04),miR-146a-3p的表达水平高于对照组(分别为0.490.03、0.310.03),两组分别比较,差异均有统计学意义(P0.05);PE组胎盘组织中KCNQIOTlmRNA的表达水平与miR-146a-3p的表达水平呈负相关(F=-0.79,P=0.031)o(2)生物信息学软件预测并经双荧光素酶报告基因实验验证显示,KCNQIOTl与(分别为0.910.03、0.350.03),miR-l46a-3p的
4、表达水平升高(分别为0.220.03、0.630.04),细胞的增殖、侵袭、迁移能力及CXC1.I2、CXCR4蛋白的表达均下降,分别比较,差异均有统计学意义(P0.05);Sh-KCNQIoTI组细胞中KCNQIOTlmRNA的表达水平(0.23+0.03)进一步下降,miR-146a-3p的表达水平(0.850.03)进一步上升,细胞的增殖、侵袭、迁移能力及CXC1.I2、CXCR4蛋白的表达均进一步下降,分别比较,差异均有统计学意义(P0.05);而miR-146a-3pinhibitor组、sh-KCNQlOTl+miR-146a-3pinhibitor组分别与Sh-KCNQIOTl组
5、比较,KCNQ1OT1mRNA的表达水平(分别为0.780.04、0.500.03)升高,miR-146aRp的表达水平(分别为0.420.03、0.460.03)下降,细胞的增殖、侵袭、迁移能力及CXC1.12,CXCR4蛋白的表达均增高,分别比较,差异均有统计学意义(P(RR.37;95%a3.1-4.3多给好事30(AR.2.8;950.2.6-3.1)抗总归,,:其他航龄因索系统性红皮H崎(Ra25;95%a1.(M3)死产婚史(RR2.4;95%Cl1.7-14)学前BMI25(RR.2.1;95%0,2-Z2初产(RR.21;95%Q.1.9-24)Iftfily霸辆史RR.20:
6、95*0.1.4-2.7)Mlttmn*35,12:95%1.1-1.3)-塞性74亲.父亲)一7mi!最体嫁合旋(二)子痫前期的临床定义传统意义上,美国妇产科学会(AeoG)将子痫前期定义为既往血压正常的患者在妊娠20周后出现高血压和蛋白尿。然而,有相当比例的患者在检测到蛋白尿之前就出现子痫前期的全身性表现,如血小板降低或肝酶升高,导致诊断被延迟。子痫前期是一种异质性妊娠期高血压疾病,这种认知不断加深,使得ACoG的高血压2013年工作组修订了子痫前期的定义,包括是否存在蛋白尿的严重特征,并将蛋白尿程度排除在严重临床表现的标准之外(表2)。这些标准最近在ACOG实践指南的更新中得到了证实。二
7、、子痫前期发病机制作为一种胎盘相关的疾病,子痫前期的进展分为2个阶段:(1)妊娠早期胎盘异常;然后是(2)妊娠中晚期的“母体综合征”,其特征是抗血管生成因子过多(图1)。而胎盘形成异常的机制还存在争议,动物模型己经证明,子宫胎盘缺血驱动了在母体子痫前期综合征(第2阶段)中观察到的高血压、多器官功能障碍。对于在第1阶段观察到的胎盘功能障碍,己经提出了许多理论,包括氧化应激,母胎界面的异常自然杀伤细胞(NKS)以及遗传和环境因素,尽管没有确凿的证据。然而,大量证据支持这样一种观点,即病变的胎盘使可溶性毒性因子释放入母体循环中,从而导致炎症、内皮功能障碍和母体全身性疾病。(一)第1阶段:胎盘形成异常
8、、滋养层浸润和母胎界面在正常的胎盘植入期间,细胞滋养层迁移到母体子宫螺旋动脉,在胎母界面形成血管窦,为胎儿提供营养。在正常妊娠中,这种浸润深入螺旋动脉达到子宫肌层,导致螺旋小动脉广泛重构为高容量、高流量的血管。在子痫前期患者的胎盘中,细胞滋养层不能从增生性上皮亚型转化为侵袭性内皮亚型,从而导致螺旋动脉的重构不完全。螺旋状小动脉重构不足会导致母体血管狭窄和相对的胎盘缺血。狭窄的螺旋动脉容易发生动脉粥样硬化(以血管腔内存在富含脂质的巨噬细胞为特征,动脉壁纤维蛋白样坏死、单核细胞血管周围浸润),导致胎盘血流进一步受损0在人体中,胎盘缺血可以通过无创子宫动脉多普勒研究来识别。子宫动脉多普勒研究证实了正
9、常妊娠期间子宫动脉收缩期和舒张期强劲的血流量;相比之下,子痫前期患者的舒张期血流明显受损,其多普勒波形有一个特征性的凹陷,比子痫前期的临床症状和体征先出现。这些发现表明,滋养层本身的异常可能导致胎盘植入过浅和螺旋动脉转化不足,导致胎盘缺血和子痫前期。在子痫前期时也观察到给蜕膜供血的母体辐射状动脉(与螺旋动脉不同)出现动脉粥样硬化改变。蜕膜血管病变(DeCidUalVaSCUloPathy,DV)是一种常见的胎盘功能不全性疾病,包括宫内生长受限和子痫前期,并伴有急性动脉粥样硬化性病变、中膜层肥厚以及血管周围淋巴细胞(图2)。在子痫前期表型中,DV的存在与临床结局恶化、舒张压升高、肾功能恶化和围生
10、期胎儿死亡相关。组织学上,正常的妊娠晚期蜕膜血管表现为扁平内皮和内侧平滑肌缺失,而子痫前期患者的蜕膜则表现出内皮细胞疏松、水肿、血管中膜层肥厚以及平滑肌损伤(如动脉粥样硬化),以DV为特征。与临床诊断相关,DV与合并小于胎龄儿(smallforgestationalage,SGA)的子痫前期相关性最高,与多普勒异常的SGA相关性较小但很显著,这些发现提示伴有多普勒异常的SGA和合并SGA的子痫前期在蜕膜水平上发病机制具有相似性。总的来说,有重要的证据表明,子痫前期的蜕膜血管表现出继发性动脉粥样硬化改变。需要进一步的研究来确定这些变化是否代表了继发于高血压等病理改变的母体全身性内皮细胞损伤,或者
11、DV是否促成了第1阶段的发生。除了子宫胎盘功能不全以外,流行病学研究表明,子宫蜕膜化不良(子宫内膜基质转化以准备着床)可能影响子痫前期的发展。绒毛膜绒毛样本的整体转录谱分析表明,在后来并发重度子痫前期的病例中,存在蜕膜化不足或缺陷的情况。来自有重度子痫前期病史的非妊娠供体的子宫内膜基质细胞在体外不能蜕膜化,且具有转录惰性,提示基线遗传异常或遗传修饰。最后,子痫前期患者蜕膜组织的整体转录谱也显示了基因表达存在缺陷。这些细胞在培养中不能重新破膜,它们的条件培养基不能支持细胞滋养层的浸润,这表明蜕膜细胞可能是子痫前期细胞滋养层浸润下调的重要因素。子痫前期的体外组织学研究显示胎盘浅植入,这使体外研究得
12、到了证实。鉴于子痫前期母体和胎儿异常的证据越来越多,胎盘缺陷可能是影响滋养层和蜕膜的综合因素的结果。胎盘中缺氧诱导转录因子(transcriptionfactors,TFs)和缺氧相关基因表达的上调表明,缺氧是子痫前期发病机制的核心。在着床早期,孕囊存在于氧张力较低的环境中,有利于滋养层的增殖。在浸润之前,增殖的滋养层将胚囊锚定在母体组织上,并堵塞蜕膜内螺旋动脉的尖端。最终,这些滋养层-螺旋状动脉栓子瓦解,形成绒毛间隙。新形成的血窦允许母体血液到达,增加氧张力,产生氧化应激,促进滋养层从增殖型分化为浸润型,从而侵入和重塑螺旋动脉。细胞缺氧的标志物HIF(缺氧诱导因子)-Ia和-2,在增殖的滋养
13、层和子痫前期患者的胎盘中高水平表达。妊娠小鼠中HIF-Ia的过表达与高血压、蛋白尿、小鼠胎儿生长受限有关,可能导致滋养层从增殖型向浸润型分化失败。此外2-甲氧基雌二醇(一种雌二醇的代谢物)对HlF-Ia的抑制作用,可使HlF-Ia不稳定,抑制SF1.Tl(可溶性FMS样酪氨酸激酶1)的产生,它是一种强有力的抗血管生成因子,已知可促进母体综合征的发生。HIF-Ia的表达除缺氧外还受多种因素的调控,因此,分离上游异常信号具有挑战性。磁共振成像已被用于评估胎盘灌注分数(按体积估计灌注组织的分数)作为子宫血流或胎盘功能的标志。瑞典的一项研究包括35名单胎孕妇(13名子痫前期患者),Sohlberg等人
14、发现较小的胎盘灌注分数与胎儿生长受限相关,以及母体和胎儿血管多普勒血流、新生儿体重和血浆标志物的异常,包括较高水平的SF1.T1。新型的依赖于血氧水平的磁共振成像反应有望为评估母胎界面氧张力提供新的、非侵入性的体内技术,并可能有助于绘制胎盘病理和供血不足的区域。(三)氧化应激氧张力降低后,母体血流氧合导致正常的胎盘形成,而螺旋动脉浸润不良引起的间歇性缺氧和匏氧可能引起氧化应激。在分子水平上,子痫前期胎盘显示出活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)生成酶和抗氧化剂的失衡。体外试验发现,子痫前期胎盘滋养层ROS生成酶的表达和活性增加,并抑制了促进滋养层侵袭性的Wnt-连环蛋白
15、信号通路。氧化应激可能也促进了SF1.TI等抗血管生成因子的转录。人类子痫前期患者的胎盘抗氧化机制受损,与正常孕妇相比,她们的超氧化物歧化酶和谷胱廿肽过氧化物酶的表达降低。然而,使用维生素E和维生素C等抗氧化剂进行治疗并没有改善子痫前期患者的病情,这表明RoS可能在人类发病途径中起的作用不大。ROS可能来源于线粒体应激。ZSengeller等人发现,子痫前期胎盘合胞滋养层细胞中线粒体电子传递链(electrontransportchain,ETC)酶细胞色素C氧化酶的活性降低,这与胎盘SF1.Tl表达增加相关。基于硫化氢供体抑制HIF-I(X的证据,CoVaITUbiaS等人证明AP39(一种
16、针对硫化氢供体的线粒体)预处理可降低人体合胞滋养层细胞中SF1.Tl表达,并在正常和子痫前期胎盘中以剂量依赖的方式增加细胞色素C氧化酶活性,阻止ROS的释放和保持随后HlF-Ia的稳定。最近发表的关于线粒体抗氧化剂在子痫前期动物模型中的研究也很有前景。氧化应激的另一个可能的来源是缺血-再灌注损伤引起的内质网应激。在胎儿生长受限和子痫前期患者的蜕膜和胎盘中已观察到内质网应激,通过激活UPR(未折叠蛋白反应)触发蜕膜细胞和细胞滋养细胞凋亡。PERK(PKR样内质网激酶)是一种跨膜激酶,可降低内质网的转化负担,并上调促凋亡的TFs,己成为涉及子痫前期的主要信号通路。有趣的是,最近的一项研究表明,AT
17、F4(激活转录因子4,一种PERK下游的TF)和ATF6(一个在内质网稳态中的错误折叠蛋白的TF调节因子)之间的协同作用,对PIGF(胎盘生长因子,子痫前期发病机制中的一种促血管生成因子)的转录起负向调节作用。(四)血红素加氧酶以及其他酶学异常有越来越多的证据表明,血红素加氧酶(hemeoxygenase,HO,血红素降解催化剂),在母体和胎儿的血管功能以及胎盘的发育和功能中起着重要的作用。HO的三种亚型己被描述,Ho-2在螺旋动脉侵袭中发挥作用,HO-I在非侵袭性滋养层表型中高表达。用CoPP(钻原口卜咻,Ho-I的诱导剂)治疗子宫灌注压降低(reduceduterineperfusionp
18、ressurefRUPP)的啮齿动物模型,可降低血压,同时导致胎盘中VEGF(血管内皮生长因子)sF1.Tl比值向促血管生成的方向转换。这些临床前研究激发了人们对调控HO-I表达以此作为子痫前期潜在治疗干预手段的兴趣。对滋养层浸润和螺旋动脉重构的另一个影响可能来自corin,一种跨膜酶,通过酶原修饰局部激活心房利钠肽。COrin主要作用于心脏组织,但CUi等人发现,在子痫前期患者中,子宫定位的COrinmRNA和蛋白水平显著降低,一些COrin基因突变也显著降低。然后,该研究团队创建了一个COrin敲除的啮齿动物模型,以及保留孤立性心脏corin活性的转基因杂交组合。这两种表型都模仿了子痫前期
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