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背景:胎盘在人类妊娠过程中扮演着十分重要的角色,胎盘的发育是否良好直接关系着妊娠的成败,而在胎盘的早期形成和后期发育过程中,滋养层细胞的分化起着决定性的作用。囊胚发生植入时,滋养外胚层细胞首先与母体子宫内膜接触,形成最初的锚定绒毛,其内的细胞滋养层细胞(cytotrophoblast,CTB)不断发生融合形成新的多核的合胞体滋养层(syncytiatrophoblast,STB)。CTB通过不断增殖、融合而维持STB的生长,直到受精后14天时,单核的CTB突破STB并侵入子宫基质成为滋养层细胞柱,这些具有侵袭性的滋养层细胞称为绒毛外滋养层(extravillous trophoblast,EVT),其可侵入母体子宫间质及螺旋动脉,通过血管的改建使胎盘血流量增加以满足胎儿快速生长发育的需求;而位于游离绒毛外层的STB则直接与母体血液接触,完成对营养和气体的交换。胎盘滋养层细胞的分化受到多种因素如生长因子、细胞因子和激素等的调控,其异常可导致多种妊娠疾病的产生,如自发流产、胎儿生长受限、子痫前期和绒毛膜癌等。 GABA是中枢神经系统内主要的抑制性神经递质,通过离子通道型受体(GABARA和 GABARC)和代谢型受体(GABARB)在中枢神经系统中发挥功能。GABARA是由5个亚基构成的五聚体,迄今已发现α1-6,β1-4,γ1-4,δ1-3,ε,π和θ,其中π亚基(GABRP)广泛分布于子宫、前列腺、胸腺和肺等外周组织或器官,在子宫中,可参与对胚胎容受性的调节以及妊娠期间子宫肌肉静息状态的维持。GABARB是一种 G蛋白耦联受体,由 B1亚基和 B2亚基组成的二聚体, GABARB1(GB1)的多种剪切体在中枢神经及外周组织中广泛表达,在子宫中,可能参与平滑肌收缩性的调节,而B2亚基的剪切体只表达于中枢神经组织。此外,GABRP和 GABARB还参与多种肿瘤组织生长和侵袭的调节。 基于胚胎植入与肿瘤侵袭的相似性和GABA信号在生殖系统中的特异表达,推测GABA信号可能参与调节滋养层细胞对子宫内膜的侵袭行为。课题组前期研究发现GABA信号在妊娠小鼠蜕膜及发育胎盘中呈时空特异性表达,且通过GABARA与GABARB参与母体子宫的蜕膜化反应和胎盘的形成,但在人类妊娠早期胎盘绒毛滋养层细胞分化中的作用及机制尚不明确。 目的:研究GABA信号在人滋养层细胞分化过程中的功能及分子机理。 方法:1.定量 PCR技术检测 GABRP在不同滋养层细胞系(HTR8/SVneo、JEG-3、JAR、BeWo)的差异表达;免疫组化技术检测 GABRP在人不同妊娠时期胎盘绒毛滋养层细胞中的表达。2.利用基因工程技术,构建包含GABRP全长基因的pIRES2-EGFP质粒,半定量PCR及Western blotting检测GABRP的过表达效果;定量PCR筛选具有干扰效率的GABRP siRNA片段。3. Matrigel细胞侵袭模型、流式细胞术及 CCK8分别检测过表达 GABRP对滋养层细胞系HTR8/Svneo侵袭、凋亡及活力的影响,并用定量PCR及Western blotting检测凋亡调控因子的表达。免疫组化及定量PCR技术检测GABRP在正常胎盘绒毛及子痫前期胎盘绒毛中的表达差异。4.定量 PCR、Western blotting及流式细胞术检测 GABRP对滋养层细胞合体化的影响。5.免疫组化技术检测 GABA及 GB1在人不同妊娠时期胎盘绒毛滋养层细胞中的表达,分别用GABA及GB1受体激动剂/抑制剂处理滋养层细胞系HTR8/Svneo,利用Matrigel细胞侵袭模型检测其对细胞侵袭的影响。 结果:1.GABRP在四种不同滋养层细胞系呈差异表达,在 JEG-3中表达量最高,其次为 HTR8/SVneo、BeWo,在 JAR中表达最低。GABRP表达于妊娠期间的胎盘绒毛中,在妊娠早期主要分布于 STB中,而在妊娠中后期,CTB的表达逐渐增高。2.成功构建含 GABRP全长片段的 pIRES2-EGFP质粒,转染 HTR8/SVneo细胞后,GABRP的mRNA和蛋白均能过表达;筛选出的GABRP siRNA干扰片段,成功下调 BeWo中GABRP的表达。3.在HTR8/SVneo中过表达GABRP72h后,用Matrigel细胞侵袭模型、流式细胞术及CCK8检测分别发现,侵袭细胞数目明显减少(P<0.05),细胞凋亡明显增加,细胞活力明显降低(P<0.05);GABRP在 HTR8/SVneo中的过表达使促凋亡因子Bad、Bax,效应caspase3及其活性形式的表达增加,而抑凋亡因子Bcl-2的表达也有增加(P<0.05);免疫组化与定量 PCR结果发现, GABRP在子痫前期胎盘绒毛组织中的表达高于同时期的正常胎盘绒毛组织(P<0.05)。4.过表达GABRP使HTR8/SVneo细胞中的合体化标记物β-hCG、syncytin-2表达增加,敲低合体化细胞模型 BeWo中GABRP的表达,其合体化标记物β-HCG、syncytin-2的表达降低。Forskolin诱导BeWo合体化的同时,伴随GABRP表达上调(P<0.05),相反,敲低GABRP的表达,Forskolin对BeWo合体化的诱导受到抑制。5. GABA及GB1表达于妊娠期间的胎盘绒毛中,在妊娠早期主要分布于 STB中,而在妊娠中后期,CTB的表达逐渐增高。GABA及GB1受体激动剂处理 HTR8/SVneo细胞48 h后,侵袭细胞数目增加(P<0.05),而其抑制剂则使侵袭细胞数目减少(P<0.05)。 结论:GABRP在正常滋养层细胞HTR8/SVneo中的过表达使细胞活力降低,细胞凋亡增加,细胞侵袭减少,且GABRP在子痫前期胎盘绒毛中的表达高于正常胎盘绒毛,提示GABRP可能通过促进细胞凋亡而减少侵袭,这或许也与子痫前期的病理机制有关。GABRP在妊娠早期胎盘绒毛STB中强表达,且在滋养层细胞模型中,随合体化进程,其表达升高;而干预 GABRP的表达,细胞合体化标记物表达降低,证实GABRP参与调控滋养层细胞的合体化。GABA及GB1受体激动剂处理HTR8/SVneo细胞后,侵袭细胞数目增加,GB1受体抑制剂则使侵袭细胞数目减少,提示GABA也可能通过GB1受体参与滋养层细胞侵袭的调控。