SATB1的类泛素化修饰调控Wnt/β-catenin信号通路参与子痫前期早期发病的机制研究

Impaired trophoblast invasion induced shallow implantation of placenta is essential for the development of preeclampsia. Our previous studies demonstrated that oxidative stress, special AT-rich sequence binding protein1 and its sumoylation, as well as HIF-1α were involved in the pathogenesis of preeclampsia. We hypothesize a regulatory signaling pathway in which hypoxia/reoxygenation intervention induced oxidative stress causes suppression of SATB1 and its over sumoylation leading to inhibition of Wnt/β-catenin and ultimately upregulating HIF-1α in EVCTs. The pathway will be verified in trophoblastic cells, villous explants and animal models, respectively. We apply the well-established primary EVCTs/decidual stromal cells and villous explant/decidual tissue co-culture system as an in vitro model; eNOS gene knockout mice as animal models of preeclampsia. Postulating a pivotal role of SATB1 and its over sumoylation in the pathogenesis of placental dysfunction, site-directed mutagenesis combined with overexpression of SATB1, activation of Wnt/β-catenin signaling pathway, HIF-1α aiRNA will be applied to observe the impact on the function of trophoblast cells, and further decipher the underlying mechanism. Our study opens up a promising new avenue of investigation for understanding of the placental dysfunction in preeclampsia, and tries to restore the impaired trophoblast function in early pregnancy. Moreover, by means of evaluation of the outcomes of pregnancy, the study will also provide novel therapeutic targets for clinical prevention and treatment of preeclampsia.

滋养细胞侵袭力减弱导致胎盘浅着床是子痫前期(PE)发病的关键环节。申请人在前期研究证实氧化应激损伤、富集AT序列的特异性结合蛋白1(SATB1)及其类泛素化修饰、HIF-1α参与PE发病的基础上，提出胎盘发生早期存在氧化应激→SATB1↓&SATB1类泛素化↑→Wnt/β-catenin抑制→HIF-1α↑→滋养细胞功能障碍这一设想通路。沿用已建立的滋养细胞/蜕膜基质细胞及着床关键时相的绒毛/蜕膜组织共培养系统为体外模型，以eNOS基因敲除小鼠为PE动物模型，从细胞→组织→活体路径进行证实。通过定点突变结合过表达、信号通路激活、不对称RNAi等手段，揭示以SATB1类泛素化修饰为核心的发病途径对滋养细胞功能的影响及具体机制。本项目从PE源头探索病因，试图在胎盘发生早期逆转滋养细胞功能受损，通过动物妊娠结局评价，为研究PE早期发病机制提供新思路；亦为临床防治PE开发设计新的药物提供理论依据。

滋养细胞侵袭力减弱导致胎盘浅着床是子痫前期发病的关键环节。在我们前期研究已经证实了氧化应激和富集AT序列的特异性结合蛋白1（SATB1）及其类泛素化修饰参与子痫前期发病的基础上，提出了胎盘发生早期存在氧化应激导致SATB1表达下降，抑制了wnt信号通路的活性，从而引起滋养细胞功能障碍的假设通路。本研究沿用已建立的滋养细胞株及着床关键时期的绒毛外植体模型，从组织和细胞水平进行证实这一设想。首先，我们收集了正常晚期妊娠和子痫前期患者胎盘组织，进行超微结构的比较，发现子痫前期患者胎盘结构明显受损。随之我们检测了早、中、晚期妊娠和子痫前期患者胎盘组织中的SATB1和β-catenin的表达情况，发现二者均在胎盘滋养细胞中表达，且在高侵袭性的早期滋养细胞中强烈表达，随着妊娠进展逐渐降低，而和正常妊娠相比，子痫前期中二者的表达明显降低，提示了二者与滋养细胞侵袭性的相关性。进一步的，我们构建了SATB1的野生型和类泛素化位点突变型过表达慢病毒来提高细胞内SATB1的水平，以及使用Licl激活Wnt信号通路，来进一步研究SATB1和β-catenin与滋养细胞侵袭能力的关系。在缺氧复氧（H/R）条件下，滋养细胞中的SATB1和β-catenin的水平降低，缺氧诱导因子1α的表达上调，同时伴随着细胞的迁移、侵袭能力受损，过表达SATB1的细胞可以提高细胞内的β-catenin水平，且可部分改善H/R引起的滋养细胞功能受损，而且过表达类泛素化位点突变型SATB1组比过表达野生型SATB1组效果更为显著。同时，激活Wnt信号通路后，细胞的迁移、侵袭能力也得到了改善，但是细胞内SATB1的水平并没有太大的区别，提示wnt信号通路是SATB1的下游调控靶点。最后，我们又在人早孕期绒毛外植体中进行了验证，得出了同样的结果。综上所述，SATB1及其类泛素化修饰，通过调控wnt信号通路，最终调控HIF-1α的表达，在滋养细胞的迁移、侵袭方面发挥作用，从而参与子痫前期的发病。本研究从发病机制出发，为子痫前期的研究提供重要线索。项目资助发表SCI文章11篇，中文论著6篇。培养围产医学硕士研究生1名，已取得硕士学位，在读围产医学博士研究生两名。项目经费基本按预算合理使用，剩余经费将继续用于本项目的研究。