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辅助生殖技术(ART)作为一种医源性应激,会导致试管婴儿成年后出现代谢性疾病等风险增加。胎盘作为孕期特有的器官,在母胎营养分配平衡中起决定性作用,与出生后许多慢性疾病相关。葡萄糖作为由胎盘转运的与胎儿生长发育相关的重要营养物质,在胎盘中以糖原形式贮存。目前有大量研究证实,ART 会导致胎盘过度生长,形态结构异常,但是具体机制尚缺乏相关研究。 因此本研究将通过小鼠模型来探索ART对胎盘生长,葡萄糖转运和糖原积累的影响并初步揭示ART导致胎盘生长功能异常的可能机制,为预防并改善辅助生殖技术可能导致的个体出生后代谢性疾病健康风险增高提供实验基础及理论依据。 第一部分 辅助生殖技术对小鼠胎盘生长发育的影响及相关机制 目的: 探究体外受精对小鼠胎儿胎盘发育情况的影响,并通过对Phlda2及下游Akt/mTor信号通路的表达水平检测,初步揭示ART导致胎盘生长异常的机制。 方法: 选择昆明白小鼠进行超促排卵体外受精并培养至囊胚后,将囊胚移植入假孕3.5天(d)的小鼠子宫内,收集妊娠18.5天(E18.5)胎儿胎盘为IVF组,收集自然妊娠小鼠E18.5胎儿胎盘为对照组;称重并比较两组胎儿重量、胎盘重量、胎盘效 率。采用qRT-PCR的方法对小鼠胎盘组织的父源印记基因Phlda2的mRNA表达水平进行测定,并采用Western Blot技术检测胎盘组织中Akt, p-Akt, mTor, p-mTor的蛋白表达水平。采用HE染色对两组小鼠胎盘进行组织学染色,观察小鼠胎盘形态结构是否出现异常。 结果: ①E18.5 小鼠 IVF 组与对照组相比,胎盘重量( 152.33±43.60 vs. 120.61±22.40, P<0.01)显著增加,胎盘效率(11.09±2.95 vs. 13.52±2.55, P<0.01)显著降低;胎鼠重量(1582.76±214.03 vs. 1584.45±172.21,P>0.05)无统计学差异。 ②IVF组与对照组相比,Phlda2 的 mRNA表达水平显著降低(P<0.05)。 ③IVF组与对照组相比,p-Akt 蛋白表达水平显著增加(P<0.01),p-Akt 与 Akt 表达量之比显著增加( P<0.01),p-mTor与mTor表达量之比显著增加(P<0.05)。 ④与对照组相比,IVF组小鼠胎盘面积显著增加,海绵滋养层与迷路滋养层分离异常。 结论: ART 影响了小鼠胎盘的生长发育,致孕晚期小鼠胎盘过度生长,形态结构异常,且胎盘效率降低。这一现象可能与父源印记基因Phlda2表达水平降低导致的Akt/mTor信号通路激活相关,可能是胎盘过度生长的原因之一。 第二部分 辅助生殖技术对小鼠胎盘糖原积累的影响及相关机制 目的: 探究体外受精是否会对胎盘糖原积累造成影响,并检测糖原代谢相关分子在IVF胎盘内表达水平,初步揭示ART致胎盘糖原代谢异常的机制。 方法: IVF 组和对照组同前。对两组胎盘进行糖原染色,并采用比色法对两组胎盘糖原和G1P进行定量检测;采用qRT-PCR的方法对小鼠胎盘组织中糖原合成相关基因Gbe1, Gys1, Gys2,糖原分解相关基因Agl, Pgm1, Pgm2, Pgm3, Pygl, Pygm,以及糖原代谢调节基因Gsk3a, Gsk3b, Phka1, Phkb, Phkg1, Phkg2等mRNA表达水平进行检测;采用Western Blot方法检测GSK3β, p-GSK3β(Ser9), p-GSK3β(Y216), 糖原合酶(Glycogen Synthase), 肝糖原磷酸化酶(PYGL)的蛋白表达水平进行检测;对p-Akt, p-GSK3β(Ser9), GS, PYGL进行免疫荧光染色,以确定其组织学定位。 结果: ①IVF组与对照组相比,胎盘PAS染色结果发现糖原染色阳性区域增加,海绵滋养层与迷路层分界不清;胎盘糖原定量水平(13.27±6.45 vs. 6.41±3.71, P<0.05)显著增高,差异具有统计学意义。 ②IVF组胎盘mRNA表达水平与对照组相比,糖原合成相关基因Gys1, Gys2显著上调;糖原分解相关基因Agl, Pygm显著下调,;糖原调节相关基因Gsk3b, Phka1, Phkb, Phkg1, Phkg2显著下调,差异具有统计学意义(P<0.05)。 ③IVF组与对照组相比, Glycogen Synthase和PYGL表达水平均显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05); ④Akt 下游分子 p-GSK3β(Ser9)蛋白表达水平显著增加, p-GSK3β( Ser9 )与 GSK3β 之比显著增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。 ⑤p-Akt, p-GSK3β(Ser9), GS, PYGL等蛋白均在海绵滋养层细胞质中表达,半定量比较发现p-Akt, p-GSK3β(Ser9)在IVF组表达增加,而IVF组PYGL, GS表达减少。 结论: 辅助生殖技术会导致小鼠妊娠晚期胎盘形态异常,糖原过度积累。而小鼠胎盘中Phlda2降低相关的AKT/GSK3β信号通路激活,糖原分解减少,糖原代谢调节能力下降,可能是导致胎盘糖原过度积累的相关机制。 第三部分 辅助生殖技术对小鼠胎盘葡萄糖转运体的影响 目的: 探究IVF组胎盘葡萄糖转运体表达水平是否发生改变,从而初步揭示ART导致胎盘效率降低的机制。 方法: IVF组和对照组同前。采用qRT-PCR的方法检测两组胎盘中葡萄糖转运体Glut1,Glut3的mRNA表达水平,采用Western Blot方法验证胎盘中重要运输通道Glut1和Glut3的表达量;采用免疫荧光技术对Glut1和Glut3蛋白进行染色确定组织学定位。 结果: ①IVF组与对照组相比,Glut3的mRNA表达水平显著下降(P<0.00),Glut1表达水平无统计学差异(P>0.05)。 ②与对照组相比,IVF 组 Glut1 (P<0.00)和 Glut3 (P<0.05)蛋白表达水平均显著降低,差异具有统计学意义。 ③Glut在迷路层细胞膜上表达而Glut3在迷路层细胞质中表达。 结论: 辅助生殖技术导致胎盘葡萄糖转运体的表达水平降低,可能是胎盘葡萄糖转运能力下降,胎盘效率降低的原因之一。 原调节相关基因Gsk3b, Phka1, Phkb, Phkg1, Phkg2显著下调,差异具有统计学意义(P<0.05)。IVF组与对照组相比, Glycogen Synthase和PYGL表达水平均显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05);Akt 下游分子 p-GSK3β(Ser9)蛋白表达水平显著增加, p-GSK3β( Ser9 )与 GSK3β 之比显著增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。p-Akt, p-GSK3β(Ser9), GS, PYGL等蛋白均在海绵滋养层细胞质中表达,半定量比较发现p-Akt, p-GSK3β(Ser9)在IVF组表达增加,而IVF组PYGL, GS表达减少。 结论:辅助生殖技术会导致小鼠妊娠晚期胎盘形态异常,糖原过度积累。而小鼠胎盘中Phlda2降低相关的AKT/GSK3β信号通路激活,糖原分解减少,糖原代谢调节能力下降,可能是导致胎盘糖原过度积累的相关机制。 第三部分 辅助生殖技术对小鼠胎盘葡萄糖转运体的影响 目的: 探究IVF组胎盘葡萄糖转运体表达水平是否发生改变,从而初步揭示ART导致胎盘效率降低的机制。 方法: IVF组和对照组同前。采用qRT-PCR的方法检测两组胎盘中葡萄糖转运体Glut1,Glut3的mRNA表达水平,采用Western Blot方法验证胎盘中重要运输通道Glut1和Glut3的表达量;采用免疫荧光技术对Glut1和Glut3蛋白进行染色确定组织学定位。 结果: ①IVF组与对照组相比,Glut3的mRNA表达水平显著下降(P<0.00),Glut1表达水平无统计学差异(P>0.05)。 ②与对照组相比,IVF 组 Glut1 (P<0.00)和 Glut3 (P<0.05)蛋白表达水平均显著降低,差异具有统计学意义。 ③Glut在迷路层细胞膜上表达而Glut3在迷路层细胞质中表达。 结论: 辅助生殖技术导致胎盘葡萄糖转运体的表达水平降低,可能是胎盘葡萄糖转运能力下降,胎盘效率降低的原因之一。