商宏愷 仝進(jìn)毅
[摘要] 目的 通過觀察羊胎盤糖皮質(zhì)激素受體的變化,研究孕早期應(yīng)用地塞米松對羊胎的影響。 方法 2005~2009年將108只羊隨機(jī)分為對照組(生理鹽水2 mL)和地塞米松組(地塞米松0.14 mg/kg肌注),應(yīng)用免疫組化和western blot方法分析GR的表達(dá)。于孕50、100、125、140 d收集胎盤。 結(jié)果 在孕50 d和125 d的雌性羊胎,地塞米松增加了總GR蛋白表達(dá)量,但在孕125 d的雄性羊胎,地塞米松降低了總GR蛋白表達(dá)量。DEX沒有改變GRα蛋白表達(dá)量。根據(jù)GRα的表達(dá)發(fā)現(xiàn)三種雙核細(xì)胞亞型(++,+-,- -)。 結(jié)論 DEX對胎盤的作用是性別依賴的。DEX改變了胎盤對內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素的反應(yīng)。BNC的總體活力可能取決于三種亞型的分布比例。
[關(guān)鍵詞] 地塞米松;胎盤;糖皮質(zhì)激素受體;雙核細(xì)胞;性別依賴
[中圖分類號] R715.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701(2015)33-0028-04
對有早產(chǎn)跡象的孕婦應(yīng)用合成糖皮質(zhì)激素能顯著降低新生兒死亡率和呼吸窘迫綜合征發(fā)生的可能性[1,2]。在孕早期,糖皮質(zhì)激素還可以應(yīng)用于先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥的治療[3]。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多關(guān)于孕晚期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素的研究,但仍缺乏關(guān)于孕早期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素的治療相關(guān)研究。雙核細(xì)胞(BNC)是羊胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞中具有分泌功能的細(xì)胞,能夠分泌胎盤生乳素,從而對胎兒的生長發(fā)育起到重要作用[4]。糖皮質(zhì)激素的作用需要通過糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor,GR)的介導(dǎo)[5]。GR有2個亞型,分別為GRα和GRβ。GRα是配體依賴性亞型,被認(rèn)為是功能型受體,而GRβ為非配體依賴性,可能對GRα起到調(diào)節(jié)作用[6]。本研究觀察羊孕早期應(yīng)用地塞米松對GR的分布和GR蛋白表達(dá)量的影響。我們假設(shè)糖皮質(zhì)激素的作用是性別特異性。
1 材料與方法
1.1 一般資料
所有實(shí)驗(yàn)都經(jīng)過倫理委員會的批準(zhǔn)。在2005年1月~2009年12月期間懷有單胎的108只羊被分為對照組(n=59)和地塞米松組(DEX組,n=49)。對照組于孕50 d、100 d、125 d和140 d予2 mL的生理鹽水,DEX組則予0.14 mg/kg 的地塞米松(H02AB02,Mayne Pharma,Australia)肌注,每12小時一次,共4次。此后取出羊胎盤,并放入液氮中速凍保存,或放入福爾馬林溶液用于制作病理切片。
1.2 GRt、GRα和GRβ的定位
使用免疫組織化學(xué)染色GRt、GRα和GRβ。用兔抗人GRt抗體(MA1-510,Thermo Scientific,USA),濃度為1∶50或兔抗人GRα抗體(P-20:sc1002,Santa Cruz,USA),濃度為1∶100或兔抗人GRβ抗體(PA3-514,Thermo Scientific,USA),濃度為1∶100孵育24 h后,再用抗兔二抗(PK-4001 Vectastain ABC kit,Vector Laboratories,USA),濃度為1∶200孵育1 h。共設(shè)置3組陰性對照組:①僅使用一抗孵育;②僅使用二抗孵育;③僅用稀釋液孵育。
1.3 GRt、GRα和GRβ的蛋白定量
取80 mg胎盤組織放入裂解液中,在冰上用電動勻漿器充分勻漿,12000×g,4℃低溫離心15 min,收取蛋白。取80 μg蛋白加上5×上樣緩沖液煮沸10 min。在6%SDS-Page凝膠上進(jìn)行電泳后濕轉(zhuǎn)至PVDF膜上,再用5%牛奶封閉1 h。將一抗稀釋(GRt 1∶1000,GRα 1∶200,GRβ 1∶200)過夜孵化;PBS-T漂洗后按1∶1000比例稀釋二抗,室溫孵育1 h。應(yīng)用ECL發(fā)光液(32209,Thermo Scientific,USA)顯影后用凝膠成像儀成像。顯影完畢后,徹底沖洗,按之前步驟孵育多克隆β-actin一抗(107K4800,Sigma,USA)抗體濃度1∶20000,二抗使用HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG(1∶20000,31458,Thermo Scientific,USA),再次顯影、成像。使用Quantity One軟件分析灰度比值,從而得出GRt、GRα和GRβ的蛋白相對表達(dá)量。將GRt的電泳條帶切下后送專業(yè)公司進(jìn)行蛋白結(jié)構(gòu)分析。GRα和GRβ的蛋白特異性用公司配套的特異性阻斷劑檢驗(yàn)(GRα阻斷劑:sc-1002 P,Thermo Scientific,USA;GRβ阻斷劑:PEP-222,Thermo Scientific,USA)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,正態(tài)分布變量以(x±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
與之前研究結(jié)果相同,GRt和GRα分布于羊胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)[7]。GR的分布不依賴于孕周、羊胎的性別以及是否給予地塞米松治療。未發(fā)現(xiàn)有GRβ分布于羊胎盤中。此外,GRα的免疫組化染色發(fā)現(xiàn)了三種新的雙核細(xì)胞亞型:兩個細(xì)胞核均表達(dá)GRα(++),兩個細(xì)胞核均不表達(dá)GRα(- -),一個細(xì)胞核表達(dá)GRα,另一個細(xì)胞核不表達(dá)GRα(+-)(封三圖4A、4B)。
使用Western Blot測定GRt的蛋白,可在97-kDa處探測到單一的條帶,將該條帶取出后進(jìn)行蛋白測序證實(shí)為GRt(Genbank:EU371026.1)。在對照組中,羊胎為雄性的胎盤GRt蛋白表達(dá)量在孕125 d為最高,然后開始持續(xù)降低(圖1A)。而在羊胎為雌性的胎盤中GRt蛋白表達(dá)量在整個孕周無明顯變化。在孕50 d和孕125 d且羊胎為雌性的胎盤中,DEX組GRt蛋白表達(dá)量明顯高于對照組[孕50 d:(0.417±0.041) vs (0.887±0.235),P<0.05;孕125 d,(0.638±0.093) vs (1.070±0.152),P<0.05]。在孕125 d且羊胎為雄性的胎盤中,DEX組GRt蛋白表達(dá)量明顯低于對照組[(0.671±0.130) vs (1.127±0.118),P<0.05]。
使用Western Blot測定GRα的蛋白,可在95-kDa處探測到單一的條帶,該條帶能夠被GRα阻斷劑所抑制。在對照組的孕140 d,GRα的蛋白表達(dá)量最低(圖1B)。DEX沒有改變GRα的蛋白表達(dá)量,與先前的研究類似,使用Western Blot測定GRβ的蛋白,可在97-kDa處探測到單一的條帶,然而該條帶并不能被GRβ阻斷劑抑制。
3討論
孕早期應(yīng)用DEX能夠?qū)μケP的發(fā)育和功能以及胎兒的生長產(chǎn)生一過性的影響,該影響因胎兒的性別而有所不同。在雌性胎兒的胎盤中,DEX能顯著增加孕中期(孕50和125 d)GRt蛋白表達(dá)量,但在雄性胎兒的胎盤中,DEX能顯著降低孕中期(孕125 d)GRt的表達(dá)量。GRα的蛋白表達(dá)量沒有受到DEX治療的影響。
糖皮質(zhì)激素對GR的作用因不同的實(shí)驗(yàn)方案和不同的實(shí)驗(yàn)對象而有所不同[8-10]。在Hella S3系細(xì)胞中,給予DEX 24 h、48 h和2周后,均能顯著降低GR的mRNA表達(dá)量,而當(dāng)清除DEX后,這種效果就不復(fù)存在[11]。若給予長達(dá)2年的慢性DEX刺激,GR的mRNA和蛋白表達(dá)量均無明顯變化[11],提示治療時間的長短對于GR有不同的作用。在羊胎盤上的研究表明,將地塞米松直接注入到胎兒體內(nèi),會增高GRα的蛋白表達(dá)量,但卻不會改變GRt蛋白表達(dá)量[12]。此外,在人胎盤中,產(chǎn)前應(yīng)用倍他米松沒有改變GRt和GRα的表達(dá)[13]。
在本研究中,按照孕周和胎兒性別分組,我們成功地檢測了各小組的GRt和GRα蛋白表達(dá)。在雌性胎兒的胎盤中,GRt蛋白量在整個孕周都無明顯變化,但在雄性胎兒的胎盤中,GRt蛋白表達(dá)在孕125 d最高,此后顯著下降。所有羊胎盤中,GRα蛋白表達(dá)量在孕140 d是最低的,其原因可能是接近分娩時的內(nèi)源性皮質(zhì)激素高峰對胎盤功能的抑制有關(guān)。在雌性胎兒中,早期應(yīng)用DEX顯著增加了孕中期(孕50 d和孕125 d)GRt蛋白表達(dá)量,但在雄性胎兒中,DEX顯著降低孕中期(孕125 d)GRt蛋白表達(dá)量。這可能提示雌性胎兒更傾向于保持GC的敏感性,或許是為了保持生殖能力和種族延續(xù),而雄性胎兒在遇到升高的GC時,選擇降低GC的敏感性。在既往的動物和人體研究中均曾發(fā)現(xiàn)這種性別依賴性改變,如早期給予DEX治療,會導(dǎo)致雌性胎兒的頂臀長和體重暫時的下降,增加胎盤中的細(xì)胞凋亡[14,15];Saif等[16]發(fā)現(xiàn)在糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)路徑中,存在性別差異,同時臍血的糖皮質(zhì)激素水平也有性別差異,提示雄性可能容易對糖皮質(zhì)激素產(chǎn)生抵抗,而雌性則對糖皮質(zhì)激素更敏感。
采用Gupta等[12]研究中所用的GRβ抗體,我們沒能檢測到胎盤中GRβ的表達(dá),與Root等[17]的結(jié)果相同。在我們的研究中,97-kDa處的條帶顯示非常弱,并且不能被GRβ阻斷劑所抑制,因而我們認(rèn)為在羊胎盤中,GRβ的表達(dá)量可能非常低,或者先前文章中提到的GRβ條帶其實(shí)是非特異性的。在最近的一項(xiàng)研究中,Saif等[16]在人胎盤中發(fā)現(xiàn)了12個GR亞型,這些亞型分布因不同的細(xì)胞、不同胎兒性別而有所不同,其中一些亞型不在每個人中都有分布。因此,我們的研究結(jié)果可能提示其他GR亞型也在羊胎盤中存在,這也能解釋為什么GRt蛋白發(fā)生了變化而GRα蛋白量卻未受到影響。
既往研究表明BNC的分布會影響OPL等蛋白的表達(dá)[18]。我們的研究根據(jù)是否表達(dá)GRα,可將BNC分為三種新的亞型。然而這三種亞型有什么不同的功能,目前還知之甚少。至今為止,人們普遍認(rèn)為BNC可能是來自于一個單核細(xì)胞的特殊分裂形式(僅細(xì)胞核分裂而細(xì)胞質(zhì)不分裂)[19,20]。但最近有研究報(bào)道,在人腦中BNC的形成來自于兩個單核細(xì)胞相互融合[21]。因此這三種不同形式的BNC可能代表了一個BNC的不同發(fā)育階段。我們假設(shè)(++)是一種“功能型”或“成熟的”BNC,(- -)是“無功能型”或是“未成熟型”BNC,而(+-)則是“中間型”BNC。而BNC的總體活性可能取決于這三種細(xì)胞的分布比例。
綜上所述,發(fā)現(xiàn)三種不同BNC亞型,三種亞型的分配比例可能決定了BNC的整體活性。我們的研究揭示了內(nèi)源性GC和(或)外源性GC能通過GR對胎兒和胎盤發(fā)育造成影響。通過觀察糖皮質(zhì)激素的治療對胎盤細(xì)胞功能的影響,我們的研究還為人們對胎盤應(yīng)對外界變化中所處的角色研究提供了新的認(rèn)識。
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(收稿日期:2015-10-09)