HOXA11基因突变在子宫畸形发生中的作用机制研究

Uterine anomalies are the most common female genital abnormalities. Their etiologies are unknown at present. HOXA11 plays an important role in the development of uterus. And the uterus of Hoxa11 knockout mouse is hypoplastic. Our previous study identified a novel mutation which located in the homeodomain of HOXA11 in a patient with uterine anomaly. The results of preliminary experiments showed that the mutation is pathogenic and affect the function of protein. It suggested that HOXA11 mutation may implicated in the etiologies of uterine anomalies. On this basis, our study intends to analyze the effects of mutation on protein stability, DNA binding ability, transcriptional repressor activity and protein-protein interaction to dissect the role of HOXA11 mutation in the development of uterine anomalies. Furthermore, we will study the impact of mutation on the proliferation and cell cycle of uterine stromal cell and its possible pathways using gene overexpression and knockdown technologies. The results will help to reveal the underlying molecular mechanisms of uterine anomalies and lay a foundation for the further mechanism study of HOXA11 regulating the development of uterus.

子宫畸形是临床最常见的女性生殖器官发育异常，其发生的分子机制目前尚不明确。HOXA11在子宫发育过程中发挥着重要作用，Hoxa11基因敲除的小鼠出现子宫发育不全的表型。项目申请人前期的研究在子宫畸形患者中发现一个位于HOXA11同源结构域内的新突变p.E255K，预实验结果表明该突变为影响蛋白功能的致病突变，提示HOXA11突变可能在子宫畸形的发生发展中起重要作用。在此基础上，本研究拟从蛋白的稳定性、DNA结合能力、转录抑制活性以及蛋白-蛋白相互作用等多个角度，深入研究HOXA11突变在子宫畸形发生中的作用机理，并采用基因过表达及基因沉默技术，研究其对子宫基质细胞增殖和细胞周期的影响及可能的作用通路。研究结果对于揭示子宫畸形发生的分子机制有重要意义，为深入研究HOXA11调控子宫发育的分子机理奠定基础。

HOXA11是子宫发育的重要调控基因，其基因突变可能与子宫畸形发生相关。本项目前期首次在子宫畸形患者中发现一个位于HOXA11同源结构域内的新突变p.E255K。在此基础上，本项目一方面进一步研究p.E255K突变对HOXA11的转录抑制活性以及DNA结合能力的影响；另一方面探讨HOXA11突变可能作用的信号通路以及对细胞周期的调控。此外，本项目还利用酵母双杂交技术筛选与HOXA11相互作用蛋白。研究结果发现：（1）p.E255K突变不影响HOXA11的转录抑制活性，但减弱了HOXA11与OPN5基因启动子的结合能力；（2）HOXA11与Wnt信号通路效应因子TCF7L2在细胞内共定位，在细胞内和体外相互作用从而抑制Wnt信号通路。p.E255K突变减弱了HOXA11对Wnt信号通路的抑制。过表达HOXA11不影响子宫内膜癌细胞周期；（3）筛选到ACTG1、ATAD5和USP11等三个可能与HOXA11相互作用的蛋白。研究结果表明：p.E255K突变可能降低HOXA11与靶基因调控序列的结合能力，改变其转录调控活性，从而干扰子宫发育的正常基因调控网络；p.E255K突变可能改变HOXA11参与的Wnt信号通路，导致子宫发育异常；HOXA11可能通过参与调控DNA复制和损伤修复，从而调控子宫发育进程。研究结果部分解释了HOXA11 p.E255K突变引起子宫畸形发生的分子机制，并为阐明HOXA11调控子宫发育的分子机理提供了一些新的线索。