microRNA-210在妊娠高血压疾病中的诊断应用及调控机制研究
妊娠高血压疾病(Pregnancy-induced hypertension，PIH)简称妊高症，是一种原因不明的人类妊娠期多系统疾病，目前仍是全球性的产科难题。它导致孕产妇和围产儿出现较高且难以控制的发病率(急性和长期)和死亡率(发达国家中占15-20％)，使其成为全球，尤其是发展中国家孕妇和围产儿死亡的重要原因。目前，许多研究提示，一些生物标记物可以对女性在妊娠过程中能否发展为妊高症进行预测。然而，这些生物标记物的特异性及可预测性不高，导致它们难以在临床的常规检查中使用。
MicroRNAs(miRNAs)是一种非编码的单链小分子RNA，可以调控其它蛋白质编码的基因。它首先在线虫中被发现，目前被认为在包括人类在内的各种物种中广泛分布并起着重要的生物学作用。由DNA转录而产生的miRNA通过不完全碱基配对形成长约70-mer的寡核苷酸，并进一步形成miRNA前体。通过Dicer酶将成熟的miRNA从发夹状的miRNA前体的茎区剪切出来，形成大小约22个碱基的miRNA。miRNA通过3'UTR区域与靶基因mRNA序列结合，起到降解靶mRNA并抑制蛋白质翻译的作用。根据预测，高达30％的人类基因都是miRNA的潜在靶基因。目前有关miRNA的研究涉及多种器官组织，由此可见miRNA的表达具有组织特异性并对靶器官或靶细胞具有功能特异性。
尽管目前妊娠高血压疾病的发病机制仍不清楚，但是学者们普遍认识到胎盘可能是引起妊高症发生的重要因素，因为当胎盘排出体外后，妊高症的临床症状逐渐消失，因此终止妊娠是目前治疗妊高症的最好手段。近来有研究提示胎盘中存在许多miRNA并大量表达，同时指出miR-210在正常孕妇与患有妊高症孕妇的胎盘中表达量差异显著，提示妊高症的发生与胎盘中miRNA表达量的变化具有一定的相关性。尽管我们知道，miRNA通过与靶基因mRNA的3'非翻译区的特定互补部位结合而引起翻译抑制或mRNA降解，但是关于它在胎盘中的作用方式目前并不清楚。有报道称，母体外周血中胎儿游离mRNA转录物与妊高症的发生相关。本研究以期发现母体外周血中存在胎盘miRNA-210的证据并测定其浓度，从而进一步揭示其在妊高症发生、调控机制中的作用。
为了确定可以在母体外周血中检测到miR-210，我们收集了妊娠中期及末期的孕妇外周血，根据临床上对妊高症发病程度将这些孕妇分为正常组、妊娠高血压组(妊娠20周后血压升高且无蛋白尿)、轻度先兆子痫组(收缩压≥140 mm Hg或舒张压≥90 mm Hg，24小时蛋白尿≥300 mg、定性1+)，及重度先兆子痫组(收缩压≥160 mmHg或舒张压≥100 mm Hg，24小时蛋白尿≥2.0 g、定性2+)。通过实时定量PCR方法检测血浆中miR-210的表达差异，发现患有妊娠高血压疾病的孕妇其血浆中miR-210的含量明显高于正常孕妇胎盘中miR-210的表达量，并且重度先兆子痫患者血浆中miR-210的含量升高更为显著。
由于妊娠早期胎盘需氧量较大，供氧量对于胚胎和胎盘的发育相当重要，因此胎盘在形成的过程中即处于一个相对低氧的环境中，而胎盘的缺血缺氧可能是子痫前期的关键因素，因此，氧分压在滋养细胞分化过程中是一个关键的调节因素。为了检测mir-210在缺氧环境中的表达水平，我们将JAR细胞放置于低氧环境中，经实时定量PCR检测后发现，到48h时，缺氧环境中miR-210的表达量较正常氧环境中的对照组升高了近13倍并且其表达量持续增加至72h，由此可见，miR-210的表达量受缺氧诱导明显。
妊娠早期滋养层细胞分化形成游离绒毛和固定绒毛，前者直接浸泡在绒毛间隙中，与母血进行营养物质及气体交换，后者增生并突破子宫内膜的基底层，成为间质滋养细胞并浸润蜕膜、肌层和血管。间质滋养细胞沿螺旋小动脉逆行浸润逐步取代血管内皮细胞深入血管壁，降解血管平滑肌及弹力纤维，使血管腔扩大，血流阻力下降，血流量增大，这一过程称为血管重铸。然而由于妊娠期滋养细胞浸润能力不足而导致子宫螺旋小动脉生理重铸的过程发生障碍，则称为胎盘“浅着床”，导致滋养层细胞分化浸润能力受损，使胎盘血管网络生长发育不良，从而造成滋养细胞缺血缺氧的病理性改变。为了进一步解释miR-210在妊高症患者体内升高与妊高症发病机制之间的相关性，我们通过体外功能实验对它调节细胞凋亡和细胞侵袭的能力进行了检测，结果显示，升高的miR-210促进细胞凋亡，并且显著抑制细胞的侵袭和迁移。在之后的研究中，我们通过生物信息学和实验手段证实HOXA9及EFNA3是miR-210的靶基因，不仅如此，这两个靶基因的表达水平在妊娠高血压疾病患者病例样本及缺氧的绒毛膜癌细胞中均呈现降低的趋势。这一研究结果说明miR-210/EFNA3及miR-210/HOXA9通路在妊高症发生发展中的重要作用，但它们与滋养层细胞分化浸润的相关性仍需进一步实验证明。由于miR-210的上游调控机制目前均未报道，因此我们对缺氧环境下miR-210的上游转录因子进行了研究。通过系列实验发现，转录因子NF-κB1(p50)能够通过直接结合在miR-210上游的启动子区而调控miR-210的表达，并且它们的表达水平在缺氧环境中呈现剂量依赖性。我们的研究结果提示，妊娠早期胎盘的低氧环境激活了NF-κB/miR-210通路，从而进一步激活miR-210/HOXA9及miR-210/EFNA3通路，影响滋养层细胞的正常分化发育和血管重构。此时，胎盘绒毛血管的异常与外界因素共同作用，导致胎盘胎儿循环缺血，对妊高症的发生发展起到了重要的作用。综上所述， miR-210可以作为一个新型的血浆中生物标记物用于预测妊娠高血压疾病的发生，同时，有关miR-210的功能机制研究也将为阐明妊娠高血压疾病发生发展的分子机制提供更多有意义的新思路。
妊娠高血压;生物标记物;microRNA-210;临床诊断
第二军医大学
硕士
遗传学
孙树汉
2010
中文
R714.246
70
2010-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）