中国医科大学学报  2019, Vol. 48 Issue (9): 769-773

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陈小斌, 李媛媛, 黄岭, 乔宠
CHEN Xiaobin, LI Yuanyuan, HUANG Ling, QIAO Chong
重度子痫前期胎盘组织中Staufen1的表达及其意义
Expression and Significance of Staufen1 in the Placenta in Severe Preeclampsia
中国医科大学学报, 2019, 48(9): 769-773
Journal of China Medical University, 2019, 48(9): 769-773

文章历史

收稿日期:2018-10-10
网络出版时间:2019-09-09 9:04
重度子痫前期胎盘组织中Staufen1的表达及其意义
陈小斌 , 李媛媛 , 黄岭 , 乔宠     
中国医科大学附属盛京医院妇产科, 沈阳 110004
摘要目的 研究早发型重度子痫前期(ESPE)和晚发型重度子痫前期(LSPE)患者胎盘组织中Staufen1(STAU1)的表达情况及其临床意义。方法 选取2016年5月至2018年4月于我院剖宫产分娩的重度子痫前期(SPE)孕妇30例作为SPE组, 其中ESPE15例, LSPE15例; 另选择同期正常妊娠孕妇30例作为对照组(N组), 其中ESPE对照(EN)组10例, LSPE对照(LN)组20例。采用实时PCR (RT-PCR)方法检测孕妇胎盘组织STAU1 mRNA的相对表达量, 采用Western blotting方法及免疫组织化学方法检测胎盘组织中STAU1蛋白的表达及定位情况。结果 实时PCR结果显示, SPE组胎盘组织中STAU1 mRNA表达水平显著低于N组, 差异有统计学意义(0.844±0.074 vs 1.096±0.057, P < 0.01);其中, ESPE组胎盘组织中STAU1 mRNA表达水平显著低于EN组, 差异有统计学意义(0.683±0.061 vs 1.015±0.060, P < 0.01), 而LSPE组胎盘组织中STAU1 mRNA表达水平与LN组无统计学差异(1.005±0.124 vs 1.136±0.080, P>0.05)。Western blotting结果显示, STAU1蛋白表达于胎盘组织中, SPE组胎盘组织中STAU1蛋白的表达水平显著低于N组, 差异有统计学意义(0.916±0.102 vs 1.573±0.135, P < 0.001);其中ESPE组胎盘组织中STAU1蛋白表达水平显著低于EN组, 差异有统计学意义(0.719±0.101 vs 2.025±0.155, P < 0.001), 而LSPE组胎盘组织STAU1蛋白表达水平与LN组无统计学差异(1.112±0.165 vs 1.337±0.165, P>0.05)。免疫组织化学结果显示, 胎盘组织的细胞滋养细胞和合体滋养细胞中均有STAU1蛋白表达, 且主要在合体滋养细胞的细胞质中表达。结论 STAU1低表达可能与SPE中ESPE的发病密切相关。
关键词Staufen1    子痫前期    滋养细胞    胎盘    
Expression and Significance of Staufen1 in the Placenta in Severe Preeclampsia
Department of Obstetrics and Gynecology, Shengjing Hospital, China Medical University, Shenyang 110004, China
Abstract: Objective To investigate the expression of Staufen1(STAU1) in the placentas of patients with early-onset severe preeclampsia (ESPE) or late-onset severe preeclampsia (LSPE), and to compare its expression with those in the placentas of women in the same stage of pregnancy without preeclampsia. Methods Thirty pregnant women with severe preeclampsia (SPE) were selected as a severe preeclampsia group (15 ESPE patients and 15 LSPE patients); and thirty pregnant women without complications were selected for the control group (N group)(10 cases in EN group, 20 cases in LN group).RT-PCR was used to detect relative expression levels of STAU1 mRNA in the placentas.Western blotting and immunohistochemistry were used to detect the expression and localization of STAU1 protein in the placentas. Results RT-PCR and Western blotting results showed that expression of STAU1 mRNA and protein in the placentas of the SPE group were significantly lower than those in the N group (0.844±0.074 vs 1.096±0.057, P < 0.01;0.916±0.102 vs 1.573±0.135, P < 0.001).The difference was more pronounced in the ESPE group relative to the EN group (0.719±0.101 vs 2.025±0.155, P < 0.001).Immunohistochemistry showed that STAU1 protein was expressed in cytotrophoblasts and syncytiotrophoblasts of the placentas and was mainly localized to the cytoplasm in the syncytiotrophoblasts. Conclusion Reduced expression of STAU1 may be closely related to the pathogenesis of ESPE in SPE.
Keywords: Staufen1    preeclampsia    trophoblast    placenta    

子痫前期(preeclampsia,PE)是孕妇在妊娠期特有的疾病,严重威胁母胎健康。重度子痫前期(severe preeclampsia,SPE)及其并发症,如胎盘早剥、脑出血、胎儿生长受限等,是导致孕产妇和围产儿病死率升高的主要原因之一[1]。以孕34周为界,发病孕周 < 34周为早发型重度子痫前期(early-onset severe preeclampsia,ESPE),34周后为晚发型重度子痫前期(late-onset severe preeclampsia,LSPE)[2]。SPE病因至今尚不清楚,有学者[3]认为ESPE与滋养层细胞浸润不足和子宫螺旋小动脉重铸障碍有关;而LSPE与母体血管系统对妊娠的高敏感性和胎盘动脉硬化有关。MOL等[1]的研究表明,病理性妊娠时胎盘中某些相关蛋白出现异常表达,引起滋养细胞生物学行为失常,导致SPE发生。

Staufen蛋白是JOHNSTON在果蝇中发现的含有126个氨基酸的蛋白质,在果蝇胚胎发育过程中,参与细胞中mRNA的转运和翻译,属于双链RNA结合蛋白(double-stranded RNA binding protein,DRBP)家族。哺乳动物细胞中,Staufen蛋白有2个同源蛋白,即Staufen1(STAU1)和Staufen2,其中Staufen2蛋白只在神经元细胞中表达,而STAU1蛋白在机体各组织中都有表达[4]。研究[4-6]表明,STAU1蛋白可以与细胞中mRNA的3’-非翻译区(3’-UTR)结合,诱导mRNA降解,在细胞的发育、分化和凋亡中发挥着重要作用。研究[7]表明,STAU1蛋白还参与了胃癌的发生。胎盘滋养细胞的生物学行为与肿瘤细胞行为存在类似性,因此推测STAU1可能也参与了胎盘组织生物学行为的调节,并参与了SPE发生的调控。本研究拟通过检测STAU1在SPE胎盘组织中的表达情况,探讨其在PE发病中的作用,为临床早期诊断和治疗PE提供依据。

1 材料与方法 1.1 研究对象和分组

选取2016年5月至2018年4月在中国医科大学附属盛京医院住院剖宫产分娩的SPE孕妇30例作为SPE组,并将其进一步分为ESPE组(15例)和LSPE组(15例);另选同期剖宫产分娩的正常妊娠孕妇30例作为对照组(N组),其中,孕周与ESPE组相对应者(EN组)10例,孕周与LSPE组相对应者(LN组)20例。SPE组和N组孕妇均为单胎、剖宫产分娩,排除生殖器官畸形、多胎及其他妊娠相关合并症(如妊娠期糖尿病、原发性高血压、慢性肾炎等),其中,EN组常由宫颈机能不全、胎膜早破、前置胎盘、孕妇合并严重先天性疾病等病因而终止妊娠。

SPE的诊断标准依据《妇产科学》第8版[2]。本研究经中国医科大学附属盛京医院伦理委员会批准(伦理批号:2017PS230K),符合医学伦理学规定,所有参加研究的孕妇及家属均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 标本收集

取剖宫产分娩后的无菌胎盘组织(在胎盘母体面距离脐带附着处2~3 cm范围取材,避开机化灶、钙化灶、出血灶等),用无菌生理盐水反复冲洗,分割成1 cm×1 cm×1 cm组织块,保存于液氮,用于提取RNA和蛋白质。另取1 cm×1 cm×1 cm组织块,4%多聚甲醛保存,行石蜡包埋、切片,用于免疫组织化学检测。

1.2.2 实时荧光定量PCR(real-time PCR,RT-PCR)

取约50 mg胎盘组织,采用RNA iso试剂盒(日本TaKaRa公司)提取总RNA,检测RNA浓度,采用5X-ALL-In-One RT MasterMix试剂盒(加拿大abm公司)逆转录生成cDNA。行PCR,95 ℃ 10 min;95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min;95 ℃ 30 s,60 ℃ 15 s,40个循环,分析溶解曲线及循环阈值(cycle threshold,Ct),每个样本重复3次,取平均值。采用2-△△Ct法计算STAU1 mRNA经内参18S RNA标化后的相对表达水平。引物序列见表 1

表 1 引物序列 Tab.1 Primer sequences
Gene Primer sequences(5’-3’)
STAU1
  Forward ATGGTATCGGCAAGGATGTG
  Reverse AGACATTGGTCCGTTTCCTG
18SRNA
  Forward ATCCTCAGTGAGTTCTCCCG
  Reverse CTTTGCCATCACTGCCATTA

1.2.3 Western blotting

取约50 mg胎盘组织,提取蛋白质,BCA法检测蛋白浓度,变性后保存于-20 ℃。行凝胶电泳,转膜60 min,5%脱脂奶粉封闭2 h后,加入兔抗人STAU1多克隆抗体(1︰500稀释,美国Signalway公司)和兔抗人GAPDH多克隆抗体(1︰1 000稀释,杭州贤至生物科技有限公司),4 ℃过夜。复温30 min后,加入辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔抗体(1︰5 000稀释,北京中杉金桥生物技术有限公司)孵育2 h。ECL显色,应用Biosystems azure C300成像系统采集图像并分析。

1.2.4 免疫组织化学检测

取4%多聚甲醛固定后的胎盘组织,石蜡包埋48 h后,制石蜡切片,厚3~4 μm。采用免疫组织化学检测试剂盒(中国福州迈新生物技术开发有限公司)行免疫组化染色。石蜡切片经脱蜡、封闭内源性过氧化物酶30 min,柠檬酸缓冲液抗原修复7 min,封闭非特异性抗原/电荷45 min,加入一抗(STAU1 1︰200稀释),4 ℃孵育10~12 h,二抗(生物素标记的羊抗兔/鼠IgG)孵育30 min,DAB显色,苏木素复染核3~5 min,棕黄色为阳性。应用NIS-Elements软件(日本Nikon公司)对图像进行采集分析。

1.3 统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件进行统计分析,计量资料用x±s表示,采用t检验或非参数检验(如Mann-Whitney U检验)行组间比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 基本资料

ESPE组和EN组及LSPE组和LN组患者的年龄、孕周间均无统计学差异(P>0.05),而ESPE组和LSPE组的收缩压、舒张压及24 h尿蛋白定量均显著高于同期妊娠对照组,差异有统计学意义(P < 0.001)。见表 2

表 2 患者的基本资料 Tab.2 Basic data of patients
Group n Age(year) Gestational week
(week)
Systolic pressure
(mmHg)
Diastolic pressure
(mmHg)
24-hour urinary protein
quantity(g)
SPE group 30
  ESPE group 15 32.1±15.6 31.2±1.9 166.9±11.3 103.0±7.2 9.4±8.6
  LSPE group 15 32.1±5.5 36.7±1.2 164.9±1.2 106.2±9.5 4.5±5.1
N group 30
  EN group 10 30.3±5.0 32.1±1.2 112.8±11.2 67.2±7.0 N/A
  LN group 20 32.4±15.1 37.4±1.3 112.8±7.1 73.0±6.6 N/A
P1 0.333 0.191 < 0.001 < 0.001 < 0.001
P2 0.948 0.098 < 0.001 < 0.001 < 0.001
The P1 value represents the probability of comparison between the ESPE group and the EN group;the P2 value represents the probability of comparison between the LSPE group and the LN group;N/A represents the examination was not performed after admission.

2.2 胎盘组织中STAU1 mRNA的表达情况

SPE组胎盘组织中STAU1 mRNA的表达水平(0.844±0.074)显著低于N组(1.096±0.057),差异有统计学意义(P < 0.01);其中,ESPE组胎盘组织中STAU1 mRNA的表达水平(0.683±0.061)显著低于EN组(1.015±0.060),差异有统计学意义(P < 0.01),而LSPE组胎盘组织STAU1 mRNA表达水平(1.005±0.124)与LN组(1.136±0.080)比较无统计学差异(P>0.05),见图 1

*P < 0.01. 图 1 胎盘组织中STAU1 mRNA表达水平 Fig.1 STAU1 mRNA expression levels in different placental tissues

2.3 胎盘组织中STAU1蛋白的表达情况

SPE组胎盘组织中STAU1蛋白的表达水平(0.916±0.102)显著低于N组(1.573±0.135),差异有统计学意义(P < 0.001);其中,ESPE组胎盘组织中STAU1蛋白表达水平(0.719±0.101)显著低于EN组(2.025±0.155),差异有统计学意义(P < 0.001),而LSPE组胎盘组织STAU1蛋白表达水平(1.112±0.165)与LN组(1.337±0.165)比较无统计学差异(P>0.05),见图 2

* P < 0.001. 图 2 胎盘组织中STAU1蛋白表达水平 Fig.2 STAU1 protein expression levels in different placental tissues

2.4 胎盘组织中STAU1蛋白的表达定位情况

4组胎盘组织的细胞滋养细胞和合体滋养细胞细胞中均有STAU1蛋白的表达,且主要在合体滋养细胞的细胞质中表达,其中ESPE组STAU1蛋白表达水平显著低于EN组(0.014±0.008 vs 0.019±0.002,P < 0.001),LSPE组与LN组则无统计学差异(0.011±0.001 vs 0.012±0.003,P>0.05),见图 3

ST, syncytiotrophoblasts; CT, cytotrophoblasts. 图 3 胎盘组织中STAU1蛋白的表达定位 Fig.3 Localization of STAU1 protein in different placental tissues

3 讨论

PE是指妊娠20周后孕妇出现高血压并存在多器官及系统受累,严重影响孕产妇及围产儿健康,尤其SPE及其严重的并发症是导致母婴死亡的重要原因。研究[1]发现PE存在多因素、多机制、多通路发病机制,但具体的发病机制仍不明确。在妊娠早期,细胞滋养细胞促使子宫螺旋动脉发生重构,拟合并替代胎盘组织中的血管内皮细胞和部分血管平滑肌,使子宫螺旋小动脉从高排低阻状态变成低排高阻状态,建立有效的母体和胎儿之间的营养物质交换,维持母体正常妊娠及胎儿的正常发育。同时,滋养细胞浸润行为受到时间和空间的严格调控,滋养细胞浸润过浅可能会导致PE的发生[8]。目前,研究[3, 9]发现多种基因参与滋养细胞浸润能力的调控,如TINP-1KIR2DL1MMPs等。

STAU1蛋白是一种含有多个双链RNA的RNA结合蛋白[10]。SUGIMOTO等[11]研究发现,STAU1蛋白具有mRNA和长非编码RNA的结合区域,能分别与其3’-UTR和5’-UTR端结合,参与mRNA的转运、局部翻译和RNA代谢、加工等生物学功能[12]。BONNET-MAGNAVAL等[13]研究发现,STAU1还是一种应激反应基因,正常生理情况下,STAU1 mRNA可以与内部核糖体进入位点(internal ribosome entry sites,IRES)相结合,启动编码细胞内质网中抗氧化蛋白mRNA的翻译,使细胞具有抗氧化应激的保护作用。KRETZ等[6]研究发现,STAU1可与LncRNA相结合,并在人表皮细胞分化过程中发挥着重要的作用。SAKURAI等[14]研究发现,敲低STAU1能够恢复ADAR1敲低引起的应激细胞凋亡,在胃癌细胞中,STAU1可与CDKN2B mRNA的3’-UTR结合,降解CDKN2B,促进胃癌细胞增殖[7]。提示STAU1在正常细胞及肿瘤细胞中发挥着重要的作用,而目前尚无关于STAU1在胎盘滋养细胞中的表达情况及其对SPE影响的研究。

本研究发现,STAU1 mRNA和蛋白在胎盘合体滋养细胞和细胞滋养细胞中均有表达,其中以合体滋养细胞为主;通过比较发现,SPE组(ESPE组和LSPE组)STAU1 mRNA和蛋白的表达均低于N组,表明STAU1很有可能参与了SPE的发病机制,其中STAU1 mRNA和蛋白在ESPE组的表达低于EN组,提示STAU1可能与子宫螺旋小动脉重铸障碍有关,导致滋养层细胞浸润能力不足,从而参与PE的发病;而LSPE组STAU1 mRNA和蛋白的表达与LN组无统计学差异,可能是由于LSPE的发生主要与内皮细胞损伤及胎盘动脉硬化、全身系统性免疫炎症反应有关[15],进一步说明STAU1蛋白可能在滋养细胞浸润行为中发挥着重要的作用。

综上所述,本研究结果表明,STAU1的表达水平可能与SPE的发病有关,尤其与ESPE的发生相关。

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