胎盘LINE-1甲基化状态及不同一性双胎产前治疗的研究

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本文对胎盘LINE-1甲基化状态及不同一性双胎产前治疗进行了研究。文章分为两个部分:   第一部分:胎盘LINE-1甲基化状态的研究。   胎盘形成、生长发育过程与肿瘤的发生有很多的相似之处,例如增殖速率高、细胞生长缺乏接触抑制,具有较强的迁移性和侵袭性,拥有丰富的血管网及血供等,而且在免疫上能逃避自体免疫系统的攻击。一些在肿瘤发生过程中出现的分子机制或表观遗传学改变,也会表现在胎盘发育过程之中,并可能对胎盘发育及与胎盘有关的妊娠期疾病的研究有重要的肩示。在肿瘤发生、发展过程中,基因组内分散重复序列(Interspersed Repeat Sequences)的甲基化程度下降是肿瘤表观遗传学的重要特点之一。在人类基因组中有相当含量的分散重复序列,约占整个基因组45%,其中长散在核重复序列-1(Long Interspersed Nuclear Element-1,LINE-1)的拷贝数约有500000-600000,约占整个基因组的18%-20%。完整的LINE-1具有反转录转座子(retrotransposon)活性,可以引起基因组发生插入、重排等突变,与遗传性疾病、系统性自身免疫性疾病、细胞凋亡及肿瘤发生有关。由于LINE-1遍布于基因组,以往研究中常以LINE-1的甲基化程度去代表基因组整体的甲基化状态。在正常组织中LINE-1各CpG位点通常呈甲基化,而在肿瘤组织中,LINE-1甲基化程度降低,与肿瘤的发生、进展密切相关。LINE-1甲基化程度的降低可引起LINE-1表达增强,而LINE-1的表达可能是引起肿瘤细胞增殖的因素之一。LINE-1的甲基化状态虽然在肿瘤中研究甚多,但在胎盘发育过程及病理妊娠胎盘中,其甲基化状态还有待研究。有研究发现在部分性葡萄胎胎盘中,LINE-1的甲基化程度较正常胎盘增加,提示LINE-1可能在胎盘发育中也存在变化。那么在肿瘤发生过程所出现的LINE-1甲基化程度下降是否也会发生在胎盘发育过程中呢?胎盘LINE-1的甲基化程度在子痫前期中有否改变?在肿瘤细胞中,LINE-1的甲基化状态与LINE-1的表达有关,而且可能是引起细胞异常增殖的因素之一,那么在胎盘中,整体细胞增殖状态是否与LINE-1的甲基化和转录活性有关呢?这些问题都值得我们去探讨。   目的:   ⑴通过亚硫酸氢盐限制分析法(combined bisulfite restriction analysis,COBRA)、重亚硫酸氢盐测序等方法,比较第一、第三孕期胎盘LINE-1的甲基化状态,探讨不同发育阶段的胎盘LINE-1甲基化水平的变化;   ⑵对比正常第三孕期与子痫前期胎盘的LINE-1甲基化状态,以此探讨子痫前期胎盘LINE-1甲基化状态是否存在改变;   ⑶以5-甲基胞嘧啶(5-Methylcytidine,5mC)免疫组化染色评估胎盘的整体甲基化程度,与其LINE-1甲基化程度比较,观察LINE-1甲基化水平与整体甲基化水平的变化是否一致;   ⑷探讨DNA甲基转移酶(DNA Methyltransferases,DNMTs)在第一孕期、第三孕期及子痫前期中的表达变化及其与LINE-1甲基化的关系;   ⑸研究LINE-1甲基化状态、LINE-1转录活性与胎盘增殖状态之间的关系。   结果:   ⑴预试验结果提示以COBRA法能较好地反映LINE-1的甲基化程度;   ⑵第三孕期胎盘的LINE-1甲基化程度低于第一孕期(30.2%±6.4%vs59.3%±15.4%,P<0.05);   ⑶子痫前期胎盘的LINE-1甲基化程度与正常第三孕期无明显差别(31.8%±2.4%vs30.2%±6.4%,P>0.05);   ⑷比较第一孕期、第三孕期及子痫前期胎盘的5mC免疫组织化学染色结果,三者之间无明显差别;   ⑸早、晚孕期胎盘的DNMTs转录活性比较:①以磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde phosphate dehydrogenase,GAPDH)为内参,DNMT1、DNMT3a在第三孕期的表达均明显高于第一孕期,分别是第一孕期的4.66倍(P<0.05)和15.20倍(P<0.05),DNMT3b在早晚孕期的表达无明显差别(P>0.05)。②以反映细胞增殖状态的增殖细胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen,PCNA)为内参排除细胞增殖因素影响,DNMT1、DNMT3b在第三孕期的表达均低于第一孕期,分别是第一孕期的0.70倍(P<0.05)和0.24倍(P<0.05),DNMT3a在第三孕期的转录活性依然较高,是第一孕期的2.43倍(P<0.05)。   ⑹子痫前期胎盘与第三孕期胎盘的DNMTs转录活性比较:①用GAPDH为内参,子痫前期胎盘中DNMT1、DNMT3a的表达低于正常组,分别是正常组的0.42倍(P<0.05)、0.20倍(P<0.05)。②用PCNA为内参排除细胞增殖影响后,子痫前期胎盘的DNMT3a转录活性仍低于正常组,是正常组的0.63倍(P<0.05)。   ⑺相关分析提示,排除细胞增殖影响后,DNMT3a的转录活性与LINE-1的甲基化程度成正相关关系(P<0.05)。   结论:   ⑴LINE-1的甲基化状态在不同时期的胎盘存在差别,晚孕胎盘的LINE-1甲基化程度要低于早孕胎盘,提示在胎盘发育过程中LINE-1的甲基化状态可能发生变化;   ⑵子痫前期胎盘的LINE-1甲基化程度与正常第三孕期胎盘比较无明显变化,未发现LINE-1甲基化状态与子痫前期的发病有关;   ⑶与LINE-1在晚孕胎盘呈相对低甲基化状态的特点不同,5甲基胞嘧啶(5mC)免疫组织化学染色的结果提示,第一孕期、正常第三孕期胎盘的整体甲基化程度无明显差别,推测在胎盘发育过程中LINE-1的甲基化状态可能有别于基因组的整体甲基化状态;   ⑷晚孕胎盘中DNMTs的转录活性高于早孕期,但主要是胎盘增殖、细胞数量增加所致。排除细胞增殖因素影响后,DNMT3a转录活性随孕周增长而增加,在子痫前期中下降,提示DNMT3a可能参与胎盘发育及子痫前期发病过程。孕期胎盘LINE-1甲基化状态的变化可能涉及多种因素,未能单独用DNMTs转录活性的改变去解释。   ⑸第三孕期胎盘的整体增殖状态及LINE-1转录活性均高于第一孕期。胎盘的整体增殖状态、LINE-1甲基化状态及LINE-1转录活性三者之间有相关性,在胎盘中,LINE-1甲基化状态可能参与LINE-1转录的调控,而LINE-1转录活性可能与胎盘的增殖及分化状态有关。   第二部分:复杂性不同一性双胎的产前宫内治疗研究。   双胎不同一性是双胎妊娠中特有的病理现象,是指双胎在生长发育(体重差别>20%)、基因型和表型中的不一致。发育不同一双胎的临床预后要差于发育较为平均的双胎,而且妊娠结局往往与绒毛膜性质密切相关。其中单绒毛膜双胎(Monochorionic Twins,MCT)预后更为复杂,由于其胎盘上存在血管吻合,可发生双胎输血综合征(Twin-Twin TransfusionSyndrome,TTTS),双胎反向灌注序列征(Twin Reversed Arterial Perfusion,TRAP)等特有并发症,而且一胎病情的进展可影响另一胎的健康,甚至引起整个妊娠的丢失。在目前复杂性不同一性双胎的发病原因尚不完全清楚,无法做到病因预防的情况下,有必要对复杂性不同一性双胎作出及时有效的治疗以改善其预后,我们将在本部分论文以MCT为例,探讨不同一性单绒毛膜多胎的产前宫内治疗,评估其应用及临床预后。   目的:   ⑴使用快速羊水减量术对TTTS进行产前治疗,评估其对不同级别TTTS的疗效及手术并发症;   ⑵使用脐带电凝减胎术对TTTS、TRAP等复杂性MCT进行产前宫内治疗,评估手术效果及安全性。   结果:   ⑴TTTS病例在快速羊水减量术后至少一胎存活率为61.5%(8/13),羊水减量后轻型TTTS(5例)平均可继续妊娠10.1周,明显长于重型TTTS(8例)的0.7周(P<0.05),轻、重型TTTS的术后存活率无明显差别(P>0.05),手术并发症率为12.9%;   ⑵脐带电凝减胎术的手术成功率为93.3%(14/15),术后一胎存活率为84.6%,手术并发症发生率为20.0%。   结论:   ⑴快速羊水减量术可在一定程度上延长孕周,但并未针对TTTS的病因,适用于轻型TTTS的产前治疗,而对重型TTTS疗效较差。   ⑵脐带电凝减胎术成功率较高,术后复发率低,合理使用有利于改善复杂性单绒毛膜多胎的临床预后,可作为重型TTTS的治疗方案之一。
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