孕期接触糖皮质激素对子代心肌的印迹效应及其机制研究

Glucocorticoids (GCs) are frequently used during pre-term pregnancy to promote organ maturation of premature infants. However, over exposure to GCs before labor will program some permanent pathological lesion on fetal organs and increase the morbidity of adult diseases. Our previous study found that over exposure to GCs during pregnancy decreased the body weight of new-born and adult offspring rats. GCs can also decrease the SGK1 mRNA and protein expression in myocardium of male adult offspring rats, accompanying with the increase of SGK1 promoter methylation. SGK1 exhibitedprotective function on myocardial hypoxia injury. In the present study, we will employ a set of functional and molecular biological techniques, such as Langendorff perfusion, LDH activity assay, Bax/caspase 3 activity assay, flow cytometry, [3H]-leucine Incorporation and fibrosis Sirius Red staining etc., to investigate the programming effects of GCs exposure on cardiac function, ischemia-reperfusion injury, apoptosis, hypertrophy and remodeling, as well as the potential mechanisms underlying these effects mediated by SGK1, using methylation specific PCR, realtime PCR, Western blot, RNA interfering and patch clamp etc. This study will help to furtherly regulate the rational use of GCs during pregnancy and provide new lines and potential targets for prevention and cure of GCs-programmed cardiovascular disorders.

糖皮质激素（GCs）是促进早产儿器官成熟的常用药，但胎儿出生前过度暴露于GCs又会因GCs的印迹效应而引发多种成年疾病。我们前期的研究发现，孕期GCs暴露会导致子代大鼠出生和成年体重下降，并使子代雄性成年大鼠心肌血清和糖皮质激素调节的蛋白激酶（SGK1）mRNA和蛋白表达降低，SGK1启动子甲基化水平升高；而SGK1对心肌缺氧损伤具有保护作用。本课题以孕期GCs暴露的子代大鼠离体心脏和心肌细胞为模型，通过Langendorff灌流、LDH活性检测、流式细胞术、胶原纤维染色等观察GCs对心功能、心肌损伤、凋亡等的印迹效应；并通过RNA干扰、甲基化特异性PCR、Realtime PCR、Western Blot、膜片钳等技术深入探讨SGK1介导GCs印迹效应的可能机制，为临床GCs的合理用药和GCs印迹所致心功能异常的防治提供理论依据和潜在的治疗靶点。

糖皮质激素（GC）具有促进胎儿器官特别是肺成熟的作用，是预防早产儿肺发育不全的临床一线用药。然而，由于糖皮质激素可以自由通过胎盘屏障，出生前过度的GC暴露会显著提高子代成年后某些疾病的发病率。胚胎时期心血管系统的构成十分特殊，对各种内外环境的刺激极为敏感，深入研究胎儿心血管系统的印迹效应机理，对于阐明成年后心血管疾病的病因和发病机制具有重要的意义。.我们的研究发现，孕期GC过度暴露的子代雄性大鼠心脏左室射血分数下降，左心室短轴缩短率减小；心肌缺血再灌注损伤（I/R）后，左心室内压最大上升速率（+dp/dt max）和最大下降速率（-dp/dt max）均显著下降，心肌梗死面积大于对照组；心肌中血清糖皮质激素诱导激酶（Sgk1）的表达显著下降。通过对Sgk1启动子区域的序列分析，发现Sgk1 基因启动子区域存在多个CpG岛，亚硫酸氢盐（BSP）-二代测序显示近端CpG岛的甲基化水平和甲基转移酶Dnmt3b在孕期GC暴露的子代雄性大鼠心肌中显著升高，而在子代雌性大鼠心肌中的表达没有明显差异。通过MeDIP+二代测序的方法，结合生物信息学分析发现三条与心肌功能相关的生物学通路被富集，主要涉及心肌细胞发育和心肌细胞分化。上述通路包含的相关基因Tbx3、Bmp4、Nkx2.6和Acadm等启动子区域的甲基化程度均明显升高，且其在子代大鼠心肌中的表达显著降低，提示这些基因的甲基化调节也参与了GC对子代心功能的印迹效应。这一发现为临床预防和治疗因出生前过度暴露GC而导致的先天性子代心功能异常提供了理论依据和潜在的治疗靶点。.本课题中进行的另一项研究还发现miR-181a在妊娠末期和临产子宫肌中的表达显著降低，且miR181a和雌激素/雌激素受体（E2/ERa）之间存在着正反馈性交互抑制的调控环路。妊娠末期雌激素水平升高可以通过抑制miR-181a的表达，进而间接上调其靶基因TNF-a和cFos等的水平，易化分娩启动的发生。 .在本项目的支持下，已发表标注基金号的SCI论文3篇，核心期刊论文2篇；另有2篇SCI论文正在投稿当中。协助培养博士研究生2名，硕士生1名，获得国家优秀青年科学基金1项。