miR-148a调控HLA-G基因甲基化状态在子痫前期发病机制中的作用

Our previous studies showed that the expression of HLA-G has reguluating effects on the biological behaviors of trophoblast, suggesting its possible role in pathogenesis of preeclampsia. We hypothesize that HLA-G gene DNA methylation regulated by DNMT1 and histone methylation regulated by JARID2/JHDM1D which are mediated by miR-148a is abnormal in placenta, leading to changes of HLA-G expression, abnormal trophoblast and preeclampsia. This study will include three parts: 1) Analysis of expression of HLA-G and characteristics of HLA-G DNA methylation and histone modification using case-control study; 2) Investigating the effects of miR-148a on HLA-G DNA methylation/histone methylation and biological functions; exploring the role of miR-148a in HLA-G DNA methylation/histone methylation by regulating miR-148a and its targets using transfection techniques. The study will provide more information for the etiology of preeclampsia.

本项目在前期研究和预实验基础上，提出子痫前期可能的发病机制：胎盘滋养细胞miR-148a低表达，其靶向分子DNA甲基转移酶（DNMT1)参与调控HLA-G DNA甲基化、靶向分子组蛋白甲基转移酶（JARID2）/组蛋白去甲基转移酶（JHDM1D）参与调控HLA-G组蛋白甲基化，其协同作用于HLA-G表达下降，影响滋养细胞生物学功能。研究内容：1）采用病例对照研究，分析正常妊娠和子痫前期胎盘中miR-148a及其靶向分子表达、HLA-G的DNA甲基化、组蛋白甲基化特点。2）采用体外细胞培养、转染和RNAi技术，调控miR-148a及其靶向分子，探究miR-148a对HLA-G DNA甲基化、组蛋白甲基化的作用。3）建立敲除miR-148a孕鼠模型，验证miR-148a对HLA-G鼠科 类似物Qa2的DNA甲基化、组蛋白甲基化的作用及子痫前期发病情况。本项目为子痫前期的发病机制研究提供新的思路。

子痫前期是多基因疾病，是环境和遗传交互作用的结果：胎盘滋养细胞功能尤其是侵袭功能受损，滋养细胞浅浸润，血管重铸不良是子痫前期发病的病理基础。我们前期研究发现，相较于正常妊娠胎盘，人类白细胞抗原 G(HLA-G) 在子痫前期胎盘中表达明显下降且直接影响滋养细胞的侵袭能力。miR-148a通过调控细胞生物学行为在多种疾病的发生及发展中起到重要作用，miR-148a不仅调控DNA甲基化，同时亦是一个重要的组蛋白甲基化修饰调控因子。我们推测miR-148a可能通过其靶基因调控DNA甲基化及组蛋白甲基化修饰调控HLA-G的表达，参与子痫前期的发生发展。研究内容：1）采用病例对照研究，分析正常妊娠和子痫前期胎盘中miR-148a及其靶向分子表达、HLA-G的DNA甲基化、组蛋白甲基化特点。2）采用体外细胞培养、转染和RNAi技术，调控miR-148a及其靶向分子，探究miR-148a对滋养细胞中DNA甲基化酶、组蛋白甲基化酶的表达，及其对滋养细胞生物学行为的影响。3）构建miR-148a基因敲除小鼠，并通过与野生小鼠交配，比较基因敲除孕鼠与野生孕鼠子痫前期发病情况。结果：1）相较于正常妊娠胎盘，miR-148a及其靶基因JARID2、JHDM1D在子痫前期胎盘中低表达；miR-148a靶基因DNMT1、KDM5A在子痫前期胎盘中高表达。子痫前期胎盘中HLA-G基因启动子区DNA甲基化水平较高，组蛋白H3K9me2、H3K27me2表达升高，H3K4me2 、H3K4me3表达降低。2）体外细胞实验表明DNMT1、KDM5A抑制HLA-G表达，JARID2、JHDM1D促进HLA-G表达。3）miR-148a、DNMT1、KDM5A抑制滋养细胞侵袭、促进细胞凋亡， JARID2、JHDM1D促进滋养细胞侵袭、抑制凋亡。4）DNMT1促进HLA-G基因启动子区甲基化增加、JHDM1D增加HLA-G启动子区H3K9me2、H3K27me2抑制HLA-G。5）相较于野生孕鼠，miR-148a基因敲除鼠子痫前期发生率无明显差异。结论：miR-148a通过靶向调控DNMT1、KDM5A等影响HLA-G基因启动子区DNA甲基化及组蛋白甲基化抑制HLA-G表达。本项目为子痫前期的发病机制研究、子痫前期的预防及治疗提供新的思路和方向。