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哺乳动物胎盘的发生是成功妊娠的关键环节,涉及滋养层细胞的增殖、分化、对子宫内膜精确地侵袭和母体血管重建等过程。滋养层细胞的过度增殖和侵入与葡萄胎、绒毛膜上皮癌等的形成有关,侵入不足则会造成自然流产、胎儿宫内发育迟缓(intrauterine growthretardation,IUGR)等临床产科疾病。 小鼠胚胎植入时,靠近内细胞团(inner cell mass,ICM)的极滋养层细胞分化为具有侵袭能力的外胎盘锥(ecto-placental cone,Epc)和绒毛膜,随后Epc有节制性的向子宫蜕膜入侵,并分化成海绵滋养细胞(Spongiotrophoblast,Sp)。绒毛膜与尿囊融合,折叠形成绒毛,其滋养层细胞分化并融合形成合体滋养层细胞和单核滋养层细胞,与胎儿血管共同构成胎盘的迷路层(labyrinth,Lab)。成熟的小鼠胎盘(D14.5)主要由3层构成:母体蜕膜层,海绵滋养层,迷路层。尽管一系列激素、各转录因子、生长因子和细胞因子等通过旁分泌或自分泌方式参与了胎盘的形成,但调节胎盘发生的因素至今远未阐明。 γ-氨基丁酸(γ-Amino butyric Acid,GABA)是一种非蛋白质氨基酸,是脊椎动物中枢神经系统主要的抑制性神经递质,由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶(L-glutamate decarboxylase,GAD65/GAD67)作用合成。GABA受体根据其不同的药理特征分成A、B、C三种类型,其中,GABARA和GABARC属配体门控Cl-通道受体,GABARB属于G蛋白耦联受体家族并相伴有K+和Ca2+通道。近十年来的研究表明,除中枢神经系统外,GABA还在多种外周组织例如胰腺、肝脏、子宫、胎盘和卵巢等参与细胞间的信息传递及内分泌调节。研究表明孕酮及其代谢中间物四氢孕酮能通过A型受体参与大鼠妊娠期间子宫肌肉静息状态的维持。A型受体的π亚基(GABRP)在人类胚胎植入的窗口期以及分泌晚期的子宫内膜中显著上调,提示GABA信号与子宫内膜的蜕膜化有关。此外,GABA受体的激活对多种肿瘤细胞的侵袭和转移具有促进/抑制作用,迄今国内外还未见GABA信号是否参与胎盘发育的相关报道。 本实验室的前期研究发现GABA与GABARA作用,通过降调cyclinD3抑制小鼠子宫间质细胞的蜕膜化。GABA通过GABARB促进Epc的外延生长,提示GABA信号可能参与了小鼠胎盘的发育。在本研究中我们首先检测GABA信号在孕鼠胎盘形成期的表达,并通过特异性的受体干预手段,探讨了GABA及其受体在胎盘形成中的作用,这将丰富对胎盘形成调节的认识,有助于进一步理解胎盘发生异常所致的产科疾病的发病机理。 第一部分 GABA信号在小鼠胎盘形成期的表达 目的:检测GABA信号在小鼠胎盘形成期的表达。 方法:RT-PCR和Western Blot检测小鼠D10-D14胎盘中GABRP、B受体B1亚基(GB1)mRNA及蛋白表达的水平;免疫组化检测GABA信号在D9-D14胎盘中的表达情况。 结果:GABRP、GB1的mRNA及蛋白在D10-D14胎盘中都有表达。GABRP、GB1和GABA都表达于细胞质,GABRP蛋白只表达于D9-D14胎盘的蜕膜区,且在D10和D13表达最强。GABA和GB1表达部位一致,都主要定位于D9的Epc、D10的绒毛膜板(Chorionic plates,Cp)、滋养层巨细胞(Trophoblast giant cell,TGC)和D11-D14的Sp。合成酶GAD65/67与GABA有相同的表达模式,但亚细胞定位不同,GAD65主要表达于细胞核,而GAD67主要表达于细胞核和胞质。 结论: GABA信号动态表达于D9-D14的小鼠胎盘中,我们猜测GABA信号可能参与了小鼠胎盘的形成过程。 第二部分 GABA信号对小鼠胎盘形成的影响 第一节不同浓度的GABA对小鼠胎盘形成的影响 目的:探讨GABA对小鼠胎盘形成的影响。 方法:将昆明孕鼠随机分为低、中、高GABA溶液组,对照组和空白组,每组3只,GABA溶液组于D7-D13分别腹腔注射0.04g/kg、0.20g/kg、1.00g/kg GABA溶液,对照组注射生理盐水,空白组不作任何处理。D14称量各组胎盘和胚胎,HE染色观察胎盘形态学变化,免疫组织化学检测增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达情况。 结果:与对照组比较,不同浓度的GABA处理组的胚胎重量均显著下降(P<0.001)。随着GABA浓度增加,胎盘蜕膜区明显增厚,而海绵滋养层细胞变得较密集并失去海绵样结构,迷路滋养层变薄,胎儿血窦及母体血管减少。0.20g/kg和1.00g/kg GABA处理组的蜕膜区、海绵滋养层和迷路区中PCNA阳性细胞数量明显增多。 结论:GABA可能通过调节胎盘细胞的增殖,参与了小鼠胎盘的形成过程。 第二节激活或抑制GABA受体对小鼠胎盘形的影响 目的:探讨激活或抑制GABARA/B对小鼠胎盘形成的影响。 方法:将孕鼠随机分为14组,每组3只,于D7-D13分别腹腔注射不同浓度的A型受体激动剂(0.0095 mg/kg、0.095 mg/kg、0.95 mg/kg),A型受体抑制剂(0.0184 mg/kg、0.184 mg/kg、1.84 mg/kg),B型受体激动剂(0.01068mg/kg、0.1068 mg/kg、1.068 mg/kg),B型受体抑制剂(0.01329 mg/kg、0.1329 mg/kg、1.329 mg/kg)。D14时称取各组胎盘、胚胎重量并做HE染色观察胎盘形态变化,并检测激动/抑制A型受体后血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达,激动/抑制B型受体后胎盘细胞的增殖和凋亡情况。 结果:与对照组比较,0.95 mg/kgGABA A型受体激动剂组蜕膜区血管、迷路区母胎有核红血细胞的数量显著性增加(P<0.05),同时迷路区VEGF的表达增加,1.84mg/kg A型受体抑制剂组胎盘、胚胎的重量显著性降低(P<0.05),迷路区VEGF的表达降低。0.01068 mg/kg GABA B受体激动剂组海绵滋养层和迷路区的厚度明显增加,PCNA表达增加,细胞凋亡降低,而1.068 mg/kg B受体激动剂组胎盘和胚胎的重量显著性降低(p<0.05),且增殖降低,凋亡增加。B型受体抑制剂组Sp区厚度变小,同时失去了海绵状结构,迷路区滋养细胞减少,PCNA表达明显降低。 结论:GABA可能与其受体结合,参与小鼠胎盘形成过程中母胎血管的发生和海绵滋养层的形成。