子痫前期中IGF-1对胎盘滋养细胞DNA甲基化/羟甲基化的调控机制研究

Our previous studies showed that the expression of IGF-1 has regulating effects on related gene expression and biological behavior of trophoblast, suggesting its possible role in pathogenesis of preeclampsia. We hypothesize that hypoxia in placenta lead to decreased expression of IGF-1, abnormal DNA methylation/hydroxymethylation, abnormal related genes expression, trophoblast and preeclampsia. This study will include three parts: (1)Analysis of characteristics of IGF-1 expression, placental DNA methylation and hydroxymethylation using case-control stuides; (2)Investigating the effects of hypoxia on IGF-1 expression, placental DNA methylation/hydroxymethylation and biological functions;(3)Exploring the role of IGF-1 in DNA methylation/hydroxymethylation, related genes expression and biological function of trophoblast using transfection techniques. We will apply qRT-PCR and Western blot for detection of IGF-1, BSP, MassARRAY, histochemistry, ELISA, hMeDIP-Seq for detection of 5mC/5hmC, gene chip, methylation chip and biological information analysis for related gene screening, respectively. The study will provide more information for the mechanism of preeclampsia.

在前期研究和预试验基础上我们提出：胎盘缺氧时IGF-1表达下降，DMNTs和TETs参与的胎盘DNA甲基化(5mC)/羟甲基化(5hmC)调控异常，相关基因表达改变，影响滋养细胞生物学行为，导致子痫前期发生。研究内容：(1)采用病例对照研究，分析正常妊娠和子痫前期胎盘IGF-1表达和5mC/5hmC特点；(2)采用体外细胞培育，分析滋养细胞株在低氧状态下对IGF-1表达、胎盘5mC/5hmC、DMNTs、TETs和对细胞生物学性状影响；(3)通过转染技术调控IGF-1，探究其与DNA甲基化状态、相关基因表达、滋养细胞功能关系。检测IGF-1、DMNTs、TETs采用qRT-PCR和Western blot；分析5mC/5hmC采用BSP、MassARRAY、免疫组化、ELISA和hMeDIP-Seq；筛选相关基因采用全基因芯片、甲基化芯片、信息生物学分析。本项目为子痫前期机制研究提供新思路

在前期研究和预试验基础上我们提出：胎盘缺氧时IGF-1表达下降，DMNTs和TETs参与的胎盘DNA甲基化(5mC)/羟甲基化(5hmC)调控异常，相关基因表达改变，影响滋养细胞生物学行为，导致子痫前期发生。本项目采用病例对照研究，分析正常妊娠和子痫前期胎盘IGF-1表达和5mC/5hmC特点；其次，采用体外细胞培育，分析滋养细胞株在低氧状态下对IGF-1表达、胎盘5mC/5hmC、DMNTs、TETs和对细胞生物学性状影响；最后，通过转染技术调控IGF-1，探究其与DNA甲基化状态、相关基因表达、滋养细胞功能关系。检测IGF-1、DMNTs、TETs采用qRT-PCR和Western blot；分析5mC/5hmC采用BSP、MassARRAY、免疫组化、ELISA和hMeDIP-Seq；筛选相关基因采用全基因芯片、甲基化芯片、信息生物学分析。我们发现，子痫前期和正常妊娠孕妇胎盘组织比较整体的甲基化或者羟甲基化水平没有显著差异。其次，和正常妊娠孕妇胎盘组织相比较，子痫前期胎盘组织中发现了714个有差异的5mC位点和119个5hmC位点，这些位点在相关基因上的分布没有重复区域；有差异的5hmC位点有8个分布在基因启动子区域，这些基因为AADACL3、CCDC149、SLC35B4、OTUD5、RAB41、RAB5B、SERPINB7和KCNJ4。此外，子痫前期胎盘组织的PTPRN2基因体不同区域分别发生了甲基化水平的降低和羟甲基化水平的升高，且其启动子区域发生了显著的甲基化水平降低；而有差异的5mC相关基因富集在和高血压发病及缺氧环境关联的ErbB通路上。通过本项目提示，胎盘组织的甲基化和羟甲基化变化在子痫前期的发病过程中发挥着重要的作用，且羟甲基化作用的发挥主要依靠其自身对基因的调控，而不是通过去甲基化作用实现；和慢性肾炎相关的基因PTPRN2在胎盘组织的变化预示着疾病进一步发展方向，对可能出现的临床症状起着预测作用；ErbB通路可能是子痫前期发病过程中了一个重要通路，缺氧和胎盘改变在子痫前期发病机制中的核心作用。