Reduced Expression of Hydrogen Sulfide-Generating Enzymes Down-Regulates 15-Hydroxyprostaglandin Dehydrogenase in Chorion during Term and Preterm Labor

氫硫化物生成酶表達(dá)下調(diào)在足月和早產(chǎn)分娩中下調(diào)絨毛膜15-羥基前列腺素脫氫酶的表達(dá)

來源: The American Journal of Pathology, Vol. 188, No. 1, January 2018, Pages 63-71

《美國病理學(xué)雜志》，第188卷，第1期，2018年1月，第63-71頁

 

摘要

論文摘要指出，氫硫化物作為一種內(nèi)源性氣體信號分子，在妊娠維持中可能發(fā)揮作用。本研究首次發(fā)現(xiàn)，人類絨毛膜能夠產(chǎn)生氫硫化物，且氫硫化物生成酶胱硫醚-β-合成酶（CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）在絨毛膜滋養(yǎng)細(xì)胞中表達(dá)。在足月分娩和早產(chǎn)分娩中，CBS和CSE的表達(dá)及氫硫化物產(chǎn)生速率下調(diào)，導(dǎo)致15-羥基前列腺素脫氫酶（PGDH）表達(dá)下降，從而增加子宮內(nèi)活性前列腺素含量，促進(jìn)分娩。研究還顯示，氫硫化物通過抑制miR-26b和miR-199a來上調(diào)PGDH表達(dá)。這些結(jié)果揭示了氫硫化物在調(diào)節(jié)PGDH和分娩過程中的新機(jī)制。

 

研究目的

研究目的是探究氫硫化物是否參與絨毛膜中PGDH表達(dá)的調(diào)節(jié)，以及其在足月和早產(chǎn)分娩中的作用機(jī)制。具體目標(biāo)是確定CBS和CSE在絨毛膜中的定位、表達(dá)變化，氫硫化物對PGDH的影響，并探討miRNAs在其中介導(dǎo)的分子通路。

 

研究思路

研究思路基于收集臨床樣本和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。首先，從足月未分娩（TNL）、足月分娩（TL）和早產(chǎn)分娩（PTL）孕婦中獲取絨毛膜組織，通過免疫組化、Western blot和實(shí)時(shí)氫硫化物測量分析CBS、CSE表達(dá)和氫硫化物產(chǎn)生速率。然后，在培養(yǎng)的絨毛膜滋養(yǎng)細(xì)胞中，使用氫硫化物供體NaHS和前體L- cysteine處理，觀察PGDH表達(dá)和活性的變化，并利用抑制劑和siRNA驗(yàn)證CBS和CSE的作用。進(jìn)一步，通過熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)和miRNA mimics/inhibitors探討miR-26b和miR-199a在氫硫化物調(diào)節(jié)PGDH中的角色。最后，分析臨床樣本中miRNA表達(dá)水平。

 

測量的數(shù)據(jù)及研究意義

1. CBS和CSE的定位數(shù)據(jù)：來自圖1，免疫組化顯示CBS和CSE在絨毛膜滋養(yǎng)細(xì)胞、羊膜上皮和蛻膜中表達(dá)。研究意義：首次證實(shí)氫硫化物生成酶在絨毛膜中的具體位置，為后續(xù)功能研究提供基礎(chǔ)，表明這些酶可能局部調(diào)節(jié)PGDH。

 

2. CBS、CSE和PGDH表達(dá)水平及氫硫化物產(chǎn)生速率數(shù)據(jù)：來自圖2A-E，Western blot顯示TL和PTL組中CBS、CSE和PGDH蛋白表達(dá)下調(diào)，氫硫化物產(chǎn)生速率降低；相關(guān)性分析顯示CBS與PGDH表達(dá)正相關(guān)（圖2F-G）。研究意義：這些數(shù)據(jù)直接證明分娩過程中氫硫化物生成減少與PGDH下調(diào)相關(guān)，提示氫硫化物可能通過CBS途徑維持PGDH表達(dá)，從而控制前列腺素代謝，參與分娩啟動。

 

3. 氫硫化物對PGDH表達(dá)和活性的影響數(shù)據(jù)：來自圖3A-I，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中NaHS和L- cysteine劑量依賴性地增加PGDH mRNA、蛋白表達(dá)和活性；CBS抑制劑和siRNA阻斷L- cysteine的作用，而CSE干預(yù)無影響。研究意義：驗(yàn)證了氫硫化物通過CBS特異性上調(diào)PGDH，明確了分子途徑，為靶向治療提供潛在靶點(diǎn)。

 

4. miRNAs介導(dǎo)的數(shù)據(jù)：來自圖4A-I，熒光素酶實(shí)驗(yàn)顯示miR-26b和miR-199a直接靶向PGDH 3'-UTR；氫硫化物抑制這些miRNA表達(dá)，且其 mimics 逆轉(zhuǎn)氫硫化物對PGDH的上調(diào)作用；臨床樣本中TL和PTL組miR-26b和miR-199a表達(dá)上調(diào)。研究意義：揭示了氫硫化物通過調(diào)控miRNAs來調(diào)節(jié)PGDH的表觀遺傳機(jī)制，豐富了分娩的分子網(wǎng)絡(luò)理解。

 

 

結(jié)論

論文結(jié)論表明，內(nèi)源性氫硫化物通過CBS途徑產(chǎn)生，上調(diào)絨毛膜PGDH表達(dá)，從而抑制活性前列腺素積累，維持妊娠；氫硫化物通過抑制miR-26b和miR-199a來實(shí)現(xiàn)這一調(diào)節(jié)。在足月和早產(chǎn)分娩中，氫硫化物生成酶表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致氫硫化物減少，進(jìn)而降低PGDH，促進(jìn)前列腺素介導(dǎo)的分娩過程。這為理解分娩機(jī)制和開發(fā)抗早產(chǎn)策略提供了新見解。

 

使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義

使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義在于其提供了高精度和實(shí)時(shí)的氫硫化物產(chǎn)生速率測量，從而驗(yàn)證了氫硫化物生成酶活性在分娩中的變化。具體地，Unisense電極（模型H2S-MRCh）用于測量絨毛膜組織勻漿在添加L-半胱氨酸后的氫硫化物產(chǎn)生動力學(xué)（圖2D-E）。數(shù)據(jù)顯示，TL和PTL組的氫硫化物產(chǎn)生速率顯著低于TNL組，且該效應(yīng)可被CBS或CSE抑制劑阻斷。這些測量結(jié)果不僅證實(shí)了氫硫化物產(chǎn)生在分娩中下調(diào)，還直接關(guān)聯(lián)到CBS和CSE的酶活性變化，支持了氫硫化物在調(diào)節(jié)PGDH中的關(guān)鍵作用。Unisense電極的高靈敏度使研究人員能夠捕捉細(xì)微的動力學(xué)變化，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可靠性，為研究氣體信號分子在生理過程中的作用提供了技術(shù)支撐，有助于推動氫硫化物作為生物標(biāo)志物在產(chǎn)科疾病中的應(yīng)用。