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目的:胎盘(Placenta,PL)是连接胎儿和母亲的高度专门化和独特的器官,妊娠期间,它负责母体与胎儿之间的物质和气体交换。在胎盘的多层结构中,迷路层(Labyrinth)是至关重要的一层,其中包含胎儿毛细血管和母体血窦,是发生营养物质和废物交换的区域。如果胎盘发育障碍,可能会引发子痫前期(Preeclampsia,PE)、胎儿宫内生长受限(Intrauterine Growth Restriction,IUGR)等病症,而胎盘迷路层中胎儿血管网的发育很大程度上影响胎盘的功能。虽然胎盘的重要性已经得到重视,但其发育过程中的分子机制尚不清楚。固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(SREBP Cleavage Activating Protein,SCAP)被认为是一个胆固醇感应器,调控细胞、组织以及各器官的脂质代谢。研究表明,SCAP在多种器官的缺失会导致该器官的发育障碍,而胎盘中SCAP的作用尚未报道。最近,我们在构建平滑肌细胞特异性敲除(即SM22α阳性细胞特异性敲除)SCAP小鼠模型以研究其在某些病理状态下的功能时,发现子代小鼠中不存在纯合子,且纯合子小鼠与野生型相比,胚胎以及胎盘出现表型差异。本研究旨在探究SM22α阳性细胞特异性敲除SCAP对纯合子胎盘,特别是迷路层胎儿血管的影响,并进行初步的机制探究。方法:本研究选择了平滑肌细胞特异性表达Cre重组酶(Cre Recombinase,Cre)的转基因小鼠(SM22α-Cre)作为介导敲除的工具鼠,我们将SCAPflox/flox小鼠与SM22α-Cre小鼠交配获得子代SM22α-Cre+SCAPflox/+基因型小鼠(即F1代),然后F1代小鼠相互交配获得SM22α-Cre+SCAPflox/flox胚胎及胎盘(即纯合子)用于研究。SM22α表达于平滑肌细胞(Smooth Muscle Cells,SMCs)以及血管周细胞(Pericyte),而胎盘胎儿毛细血管没有平滑肌细胞存在,为了证明胎盘迷路层胎儿血管周细胞中SCAP被特异性敲除,我们用免疫组织化学染色(Immunohistochemical,IHC)以及免疫荧光染色(Immunofluorescence,IF)进行了验证。之后,用体视显微镜观察敲除组与对照组胚胎形态差异以及胎盘、卵黄囊血管差异;为了进一步明确胎盘迷路层内胎儿血管表型,我们进行了切片后苏木精-伊红染色(Hematoxylin and Eosin,HE)、免疫组织化学染色以及免疫荧光染色;为了对机制进行初步研究,我们对两组样本进行了转录组测序(RNA-sequencing,RNA-seq)后行Gene Ontology(GO)富集和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)富集分析;Ki67免疫组织荧光染色以及增殖细胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen,PCNA)免疫组织化学染色检测细胞增殖水平;蛋白质免疫印迹分析(Western Blotting,WB)技术检测胎盘中血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)-A以及胶质细胞缺失因子1(Glial Cells Missing1,GCM1)的表达;最后,通过实时荧光定量PCR(Real-time Quantitative PCR,RT-q PCR)检测目前已知的周细胞/内皮细胞相互作用的因子以鉴定有显著差异的基因表达。结果:1.免疫组化结果显示SCAP广泛表达于胎盘迷路层各种细胞,原代培养出周细胞并进行免疫荧光染色显示周细胞特异性缺失SCAP;2.相较于野生型小鼠胚胎,纯合子小鼠胚胎形态异常,主要表现为蜷缩、发白;其卵黄囊表面血管较野生型更稀疏,胎盘表面血管紊乱,分支较少;3.实验组与对照组胎盘大小与迷路层相对厚度无明显差异,但迷路层内胎儿血管数目减少,管腔变窄,同时敲除组胎盘迷路层内有核红细胞数目减少,周细胞数目减少,物质交换距离增加。以上指标表明敲除组胎儿与母体物质交换效率降低。4.转录组测序结果显示多个GO集合与我们的表型相关,且提示细胞增殖异常。Ki67与PCNA阳性率在敲除组明显下降,提示迷路层细胞增殖能力下降,但滋养层细胞增多;western blotting结果显示虽然GCM1没有差异,但敲除组胎盘中VEGF-A表达明显下调;5.KEGG通路分析结果显示多条与血管生成相关的通路发生改变,RT-q PCR结果显示多个周细胞/内皮细胞相互作用因子下调,包括转化生长因子(Transforming Growth Factor,TGF)-β1、TGF-β2、血管生成素-2(Angiopoietin-2,Ang2)和TGF-βⅡ型受体(TGF-βReceptor 2,Tgfbr2)等。结论:SM22α阳性细胞特异性敲除SCAP在胎盘迷路层主要表现为胎儿毛细血管周细胞SCAP的缺失。SCAP的缺失进一步影响了周细胞/内皮细胞相互作用的多个基因以及血管生成相关的多条通路,最终导致胎儿血管密度降低,管腔狭窄,并伴随着有核红细胞数目减少,滋养层细胞数目的增多。以上结果提示母体与胎儿之间的物质与气体交换效率降低,这可能是胎儿致死的原因之一。