围着床期子宫内膜容受性形成过程中关键基因-miRNA-蛋白质级联调控机制解析

"胚胎着床决定妊娠结局"是生殖研究领域近年来的一个概念性突破，强调子宫内膜容受性形成在妊娠初始阶段中的重要性。在鉴定新编码基因调控母胎免疫的前期工作基础上，我们继续扩展研究策略，以非编码基因miRNA和蛋白水平为切入点，解析子宫内膜容受性形成的关键调控因子。依靠miRNA表达谱芯片及定量蛋白质组学-质谱技术为核心的研究路线，筛选不同功能状态下子宫内膜差异表达的蛋白及miRNA，通过生物信息学技术预测其作用的靶基因，进而研究与靶基因DNA甲基化及组蛋白修饰等表观遗传状态之间的相互调控关系。通过构建围着床期动物模型，应用RNA干扰、诱导重组蛋白表达及表观遗传状态调控等技术，从基因-miRNA-蛋白质三个层次，解析关键因子在子宫内膜容受性形成过程中的级联调节机制。本研究有助于从初始阶段揭示病理妊娠分子水平诱发机制，并为不孕症、自然流产等妊娠相关疾病的基因干预及节育及不育药物的设计提供候选靶点。

“胚胎着床决定妊娠结局”是近年来生殖研究领域提出的一个突破性理念，强调了胚胎着床在妊娠初始阶段的重要性。胚胎的成功着床有赖于多因素间复杂、协调的网络调控。每个单一因素的作用比较微弱，但是多个因素的集成作用，并在多种关联因子的调控下形成微环境，决定着关键性信号途径的适应性调整。因此，本研究从基因、miRNA和蛋白质（复制-转录-翻译）层面对小鼠胚胎着床过程进行了全面解析，并发现了一系列参与胚胎着床的调控因子。我们成功建立了小鼠正常妊娠模型和多种妊娠相关模型，包括假孕模型、延迟着床模型、人工蜕膜化模型和卵巢去势模型等。在基因层面，我们运用基因芯片技术共筛查出胚胎着床期间表达差异的基因104个，并对其中21个候选基因进行了RT-PCR验证。进一步的，对其中2个基因ApoA1和Lpxn在上述各妊娠模型的表达进行验证，显示这两个基因均有特异性的表达变化，提示这两个基因可能是胚胎着床的潜在调节因子。在基因转录层面，我们运用miRNA芯片技术共筛查出胚胎着床期间表达差异的miRNA共44个，并对其中11个候选miRNA进行了RT-PCR验证。进一步的，我们发现miR-451、-429、-126-3p、-30a等在各妊娠模型中均有特异性表达变化。这些miRNA分子的表达异常将影响到胚胎正常着床。我们运用生物信息学和双荧光酶素实验等预测并验证了这些miRNA调控的靶基因，并对相关的信号通路进行了研究。我们的研究结果显示上皮间充质转化（EMT）通路在胚胎着床过程中发挥重要作用，而部分miRNA可通过影响EMT通路参与胚胎着床的调控。在蛋白质层面，我们运用双向电泳与质谱技术等蛋白质组学方法，筛选出15个差异蛋白，并对其中5个蛋白在上述系列人生模型中进行了western blot验证，证实其中部分蛋白在胚胎着床期间有特异性表达。进一步的，我们发现脂质过氧化这一生理过程参与了胚胎着床，而apoA1和hnRNP-E1蛋白可通过调节脂质过氧化过程影响胚胎着床。Stathmin 1蛋白可通过影响子宫内膜蜕膜化和内膜新生血管生成影响胚胎着床。我们上述三个层面的高通量筛查结果中有相当部分结果相互重叠印证，更进一步提高了研究结果的可靠性。通过上述研究，我们初步勾勒出影响胚胎着床的调控网络，并发现了若干具有临床应用前景的调控因子，完成了本课题的研究任务，并达到了预期目标。