Wnt/β-catenin信号通路在细菌脂多糖致畸中的作用

在前期研究建立细菌脂多糖（LPS）致畸动物模型和小鼠全胚胎体外培养方法的基础上，通过实时定量RT-PCR等技术，阐明LPS对胚胎Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因的调控作用；通过观察外源性活性氧（ROS）和自由基清除剂对LPS调控胚胎Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因的影响，探讨LPS是否通过产生大量的ROS调控胚胎Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因；体外条件下研究LPS的致畸作用及剂量-效应关系，探讨LPS 通过作用于母体还是直接作用于胚胎而引起胎儿先天性畸形，并通过观察自由基清除剂、Bmps抑制剂和Dkk1抑制剂对LPS致畸和调控胚胎Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因的拮抗效果，阐明Wnt/β-catenin信号通路在LPS致畸中的作用。上述研究为深入认识人类先天性畸形的病因和发病机制，有效预防人类先天性畸形发病提供科学理论依据。

在前期研究成功建立细菌脂多糖（LPS）致畸动物模型的基础上，研究了LPS对胚胎细胞Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因的调控作用，结果发现：LPS下调胚胎细胞wnt1、wnt3和wnt7a mRNA水平；LPS处理上调胚胎细胞Wnt下游靶基因Bmp-4、Bax的蛋白和mRNA表达；自由基清除剂PBN预处理显著抑制LPS对胚胎细胞Wnt的下调作用；这些结果提示，活性氧至少部分参与LPS下调胚胎细胞Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因。但在体外条件下，本课题未发现LPS调控胚胎细胞Wnt/β-catenin信号通路及其下游靶基因。因此，本研究不排除体内条件下LPS是通过其它途径间接调控胚胎细胞Wnt/β-catenin信号通路。此外，结合本课题组和研究工作的特点，同时开展了下列研究：1）叶酸对LPS引起胎鼠外观畸形和骨骼畸形的影响。结果发现：叶酸预防LPS引起的胎鼠外观畸形和骨骼畸形。进一步研究发现：叶酸对抗LPS上调胎盘MyD88蛋白水平，抑制LPS激活的Toll样受体下游NF-κB p65核转位和JNK磷酸化，且降低胎盘、血清和羊水炎性因子mRNA与蛋白水平。这些结果提示，孕期适量补充叶酸可通过其抗炎效应有效拮抗LPS的致畸作用；2）锌对LPS引起胎儿宫内生长发育迟缓的影响。结果发现：孕期适量补锌可对抗LPS刺激胎盘迷路层滋养巨细胞发生炎症反应，继而预防LPS诱发的胎儿宫内生长发育迟缓和死亡；3）褪黑素对LPS引起巨噬细胞炎症反应的影响，结果发现：褪黑素通过抑制TLR4下游的MyD88依赖通路和TRIF依赖通路减轻LPS诱发的巨噬细胞炎症反应；4）研究了LPS引起胎盘发生细胞内应激反应的作用，结果发现：母体孕期暴露LPS引起胎盘发生氧化应激、热应激、缺氧应激和内质网应激，褪黑素预防LPS引起胎盘发生的细胞内应激反应；5）抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）对LPS诱发胚胎损害的影响研究，研究发现： NAC预处理对LPS诱发的胚胎损害有明显的保护作用，而后处理对LPS引起宫内生长发育迟缓无明显影响，且加重LPS引起的早产。表明NAC对LPS诱发的发育毒性具有双向作用。这些研究成果为最终阐明孕期暴露外源化学物对人类胚胎和胎儿发育的影响及其机理并制订防治对策提供理论依据。