MiR-3074-5p对胚胎植入过程中母胎界面塑造的调控作用机制

Embryo implantation is a pivotal step in the establishment of successful mammals and human pregnancy, and failure of implantation can lead to placental dysfunction and pathological pregnancy. A series of complex physiological events occur during the exquisitely regulated process of implantation, including invasion of trophoblast cells into the maternal endometrium and decidualization of endometrial stromal cells; and these processes is dynamically regulated by estrogen and progesterone. MiR-3074-5p is a miRNA that we found to be abnormally highly expressed in villus of recurrent miscarriage patients. The overexpression of miR-3074-5p in trophoblast cells promoted cell apoptosis but inhibited cell invasion, but its mechanism in trophoblast cell is unknown. We also found that miR-3074-5p involved in the inhibition of embryo implantation, proliferation and decidualization of human ESCs, and the expression of estrogen receptors (ER). Presumably, miR-3074-5p may participate in embryo implantation process by affecting the differentiation of ESC cells and / or trophoblast cells through the ER signaling pathway. The objective of this study was to explore the mechanism of miR-3074-5p on maternal and fetal interface function using cell and animal models, with a view to providing new ideas for recurrent miscarriage pathology and intervention technology.

胚胎植入是哺乳动物和人类妊娠建立的关键步骤，其异常会导致病理妊娠。胚胎植入过程涉及母胎界面各类细胞功能的精细调控，包括子宫内膜基质细胞（ESC）的蜕膜化和滋养层细胞的分化，而雌激素在其中发挥重要作用。MiR-3074-5p是我们发现的一种在复发性流产（RM）患者绒毛组织中异常高表达的miRNA，能抑制人绒毛外滋养层细胞的侵袭并促进其凋亡。我们后又观察到miR-3074-5p能诱导小鼠妊娠丢失，能抑制人ESC细胞的增殖和蜕膜化以及细胞中ERα和β的表达，并与滋养层干细胞的分化过程相关，由此推测，miR-3074-5p可能通过ER信号途径影响ESC细胞和/或滋养层细胞的分化功能而干扰植入过程。为此，本项目拟利用细胞和动物模型，同时从ESC蜕膜化和滋养层细胞分化这两个环节，探讨miR-3074-5p在胚胎植入过程中对母胎界面功能塑造的影响及其途径，以期为RM病理机制和干预技术的研究提供新思路。

本项目研究了miR-3074-5p在母胎界面的作用机制。在蜕膜化功能的研究中发现，CLN8是miR-3074-5p的靶基因，研究了miR-3074-5p/CLN8分子途径在人子宫内膜基质细胞蜕膜化过程中的作用及其与早期妊娠丢失的相关性；并筛选到在miR-3074-5p过表达的ESC细胞中存在差异表达的分泌蛋白，并对这些分泌蛋白在RM患者外周血中的浓度进行了检测，发现GDF15和ITIH3的浓度存在显著差异，ROC分析结果提示GDF15和ITIH3可能是RM的潜在生物标志分子。进一步在在滋养层细胞中的研究发现，miR-3074-5p作为一种miRNA，其在滋养外胚层中过表达可导致胚胎吸收，提示miR-3074-5p可能通过影响TSC的功能进而导致妊娠丢失。为了证实此推测，本课题利用crisper/cas9技术建立了miR-3074-5p过表达基因小鼠，并观察到过表达小鼠中的妊娠障碍，并进一步研究了过表达miR-3074-5p对hTSC中的影响及其可能的作用方式。结果显示，miR-3074-5p的过表达会抑制hTSC的增殖，促进其凋亡。此外，miR-3074-5p的过表达还可促进hTSC向EVT细胞分化，抑制其向STB分化。利用过表达小鼠的外周血进行代谢组学及转录组学研究发现，胎盘转录组和代谢发生了明显变化。这些结果表明，miR-3074-5p可通过参与母胎界面滋养层细胞和蜕膜细胞的功能影响妊娠过程而参与复发性流产的发病中。进一步利用PM2.5暴露的小鼠模型研究发现PM2.5吸入暴露会导致胎盘发育受限，出现宫内发育迟缓表型，其原因是引起滋养细胞迁移和侵袭障碍，诱导螺旋动脉重塑受阻并损伤胎盘血管发育和营养转运功能。本项目的研究结果为不孕不育病理机制的研究、寻找可用于预测妊娠结局的生物分子标志分子提供了新线索。