山羊不同妊娠时期血浆细胞外囊泡差异表达miRNAs的筛选与鉴定

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细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)作为一种新型的细胞交流媒介,能够通过其携带的miRNA、蛋白质等分子作用于靶细胞/靶组织,影响靶细胞/靶组织的功能和表型。研究表明,妊娠母体血浆EVs miRNAs在母胎交流、妊娠识别、胚胎附植及妊娠诊断等具有重要作用,且可以介导妊娠早期子宫免疫微环境的调控。目前,关于miRNA在不同妊娠时期山羊母体血浆、血浆EVs的表达规律及其对子宫免疫微环境的调控机制尚不明确。因此,本研究以实验室前期miRNA测序数据为基础,探究血浆EVs差异表达miRNAs在不同妊娠时期血浆EVs、血浆及子宫组织中的表达规律以及其靶基因在妊娠早期子宫组织中的表达情况,以期为妊娠早期子宫免疫微环境的调控机制提供前期理论依据。本试验以大足黑山羊为研究对象,首先对非妊娠(NP)、妊娠30d(P30)、妊娠60d(P60)、妊娠90d(P90)、妊娠120d(P120)山羊母体血浆EVs进行分离、鉴定,并分析了妊娠不同时期EVs的浓度变化规律;其次,依据前期实验室测序数据筛选了EVs miRNAs,探究了这些miRNAs在妊娠早期血浆、血浆EVs及子宫组织中的表达规律;接着检测了miRNAs在不同妊娠时期血浆、血浆EVs中的表达水平;最后,对miRNAs及其靶基因在妊娠早期子宫组织的表达情况进行了分析,并通过双荧光素酶报告进行靶向关系验证。具体研究结果如下:1、不同妊娠时期血浆EVs的表达规律通过对NP、P30、P60、P90及P120的山羊血浆EVs进行分离、鉴定及EVs浓度检测发现,分离得到的EVs呈球形或圆形杯状膜型囊泡,直径介于30-150nm之间,且均能表达EVs标志蛋白CD9、CD63及ALIX;随着妊娠进程,EVs的浓度逐渐增加。2、miRNAs在妊娠早期血浆、血浆EVs及子宫组织中的表达情况通过检测miRNAs在NP和P30山羊血浆EVs中的表达水平发现,miR-127-3p、miR-146b-5p、miR-342-5p、miR-543-3p和miR-379-5p在P30血浆EVs中的表达量极显著高于NP(P<0.01),miR-223-3p在P30血浆EVs中的表达量极显著低于NP(P<0.01);miR-127-3p、miR-146b-5p和miR-223-3p在P30血浆中的表达量极显著低于NP(P<0.01),miR-342-5p、miR-543-3p和miR-379-5p在P30血浆中的表达量极显著高于NP(P<0.01);综上表明,妊娠期山羊血浆EVs miR-127-3p、miR-146b-5p、miR-342-5p、miR-543-3p和miR-379-5p显著高表达。我们进一步检测了这些miRNAs在子宫组织中的表达情况,结果显示,miR-342-5p、miR-379-5p和miR-223-3p在P30的子宫组织中表达量极显著低于NP(P<0.01),miR-127-3p和miR-146b-5p在P30子宫组织中的表达量极显著高于NP(P<0.01),而miR-543-3p没有显著差异(P>0.05)。3、miRNAs在不同妊娠时期血浆、血浆EVs的表达情况miRNAs在不同妊娠时期血浆、血浆EVs两者之间是否存在差异,通过研究其结果表明,miR-127-3p、miR-146b-5p和miR-223-3p在P60血浆EVs中的表达量极显著高于NP、P30、P90和P120(P<0.01);miR-342-5p在P90血浆EVs中的表达量极显著高于其它四个时期(P<0.01),而在P30和P120血浆EVs中没有显著差异(P>0.05);miR-379-5p在P120血浆EVs中的表达量极显著高于其它四个时期(P<0.01);miR-543-3p在P30和P120血浆EVs中的表达量极显著高于其它三个时期(P<0.01),但在NP、P60和P90的血浆EVs中无统计学差异(P>0.05)。miR-127-3p、miR-146b-5p和miR-223-3p在P60血浆中的表达量极显著高于其他四个时期(P<0.01);miR-342-5p在P30和P60血浆中表达量极显著高于其它三个时期(P<0.01),但在NP和P90中没有显著差异(P>0.05);miR-379-5p和miR-543-3p在P30血浆中的表达量极显著高于其它四个时期(P<0.01)。4、比较miRNAs在同一妊娠时期血浆、血浆EVs的表达情况通过比较miRNAs在同一妊娠时期血浆及血浆EVs是否存在差异的研究发现,miR-127-3p、miR-342-5p和miR-379-5p没有明显差异(P>0.05);miR-146b-5p在P60和P90的血浆中表达量极显著低于血浆EVs(P<0.01);miR-223-3p在NP的血浆中表达量极显著低于血浆EVs(P<0.01),在P30的表达量显著高于血浆EVs(P<0.05);miR-543-3p在NP和P30的血浆中表达量极显著低于血浆EVs(P<0.01)。5、检测miR-146b-5p及其靶基因在妊娠早期子宫组织的变化通过检测miR-146b-5p及其靶基因在妊娠早期子宫组织的表达水平发现,miR-146b-5p在P30子宫组织的表达量极显著高于NP(P<0.01),靶基因TRAF6、IRAK1、MMP16、CCDC6、HNRNPD和PPP1R11在P30子宫组织的表达量极显著低于NP(P<0.01)。6、miR-146b-5p与靶基因TRAF6的功能验证通过双荧光素酶报告基因检测发现,与阴性对照组相比,miR-146b-5p mimic使野生型TRAF6 3"UTR的荧光素酶活性比值极显著下调(P<0.01);而转染miR-146b-5p mimic对突变型TRAF6 3"UTR的荧光素酶活性无明显影响(P<0.05)。结论:(1)分离鉴定血浆EVs,初步证实EVs的浓度会随着妊娠进程而增加;(2)检测miRNAs在不同妊娠时期血浆和血浆EVs的表达情况,发现其存在一定差异,暗示其发挥作用的miRNAs可能不同,且初步发现miR-127-3p和miR-146b-5p在妊娠早期血浆EVs和子宫组织中极显著高表达,推测其可能在妊娠早期具有潜在的调控作用。(3)检测miR-146b-5p及其靶基因在妊娠早期子宫组织的变化,发现其靶基因主要参与到妊娠早期子宫免疫微环境的炎症调控,并发现miR-146b-5p可以靶向TRAF6在妊娠早期子宫免疫微环境的炎症平衡过程中发挥一定调控作用。
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