mPR介导的孕激素非基因组效应参与早产分娩启动的机制研究

The molecular mechanism of premature delivery is not yet elucidated. Progesterone is a key molecule to maintain pregnancy, the research group has confirmed that: gene regulation of "progesterone functional withdrawal" is the key molecular mechanism of childbirth initiation. However, the research group in the previous study found that: after delivery of progesterone can quickly promote uterine smooth muscle contraction, this process does not rely on nuclear transcription and protein synthesis, suggesting that the presence of progesterone in the non-genomic regulation, The mechanism of action is unclear. We propose that the progesterone binds to the uterine smooth muscle mPR and activates the G protein-PLC-DAG-PKC-MAPK signaling pathway, which is involved in the initiation of childbirth, in combination with the literature on the non-genomic effects of other steroid hormones. In this study, we used fluorescent probe and laser confocal technique to regulate the expression of PLC, PKC and P38 / MAPK by blocking and excitement, and to detect the expression and effect of pathway downstream molecules (intracellular Ca2 + concentration and myosin Light chain phosphorylation level), and to explore the molecular mechanism of progesterone non-genomic pathway in the regulation of labor regulation, to provide a new idea for studying the molecular regulation mechanism of premature delivery initiation, and to improve the regulation mechanism of premature delivery.

早产分娩启动的分子机制尚未阐明。孕激素是维持妊娠的关键分子，课题组前期研究已经证实：基因调控的“孕激素功能性撤退”是分娩启动的关键分子机制。然而，课题组在前期研究中却发现：分娩发动后孕激素可快速促进子宫平滑肌收缩，此过程不依赖胞核内基因转录和蛋白质合成，提示在分娩时存在孕激素的非基因组调控作用，其作用机制目前尚不清楚。结合文献报道其它甾体激素表达非基因组效应的途径，我们提出假说：孕激素与子宫平滑肌mPR结合后激活G蛋白-PLC-DAG-PKC-MAPK信号通路，参与分娩启动。本课题采用荧光探针及激光共聚焦技术，运用阻断与激动双重策略调控PLC、PKC和P38/MAPK表达后，检测通路下游效应分子的表达和效应靶点（细胞内Ca2+浓度及肌球蛋白轻链磷酸化水平）变化，初步探讨孕激素非基因组途径参与分娩调控的分子机制，为研究早产分娩启动的分子调控机制提供新思路，完善早产分娩启动的调控机制理论。

据世界卫生组织报告，每年全世界大约有 1500 万早产儿出生。早产儿死亡率远高于足月产，占新生儿死亡数的 75～80%。早产儿近远期并发症，如呼吸系统、神经系统发育异常等均需长期治疗，可能终生残疾（如脑瘫），占用大量医疗资源，加重社会医疗和经济负担，给家庭带来巨大痛苦。为阐明早产启动的机理，国内外研究相继提出了机械学说、内分泌学说、神经介质学说和免疫学说等假说，但均无法完全解释分娩启动机制。本研究以体外培养的子宫平滑肌细胞为研究模型，检测分娩启动前后子宫平滑肌细胞内MLC20磷酸化水平及子宫平滑肌细胞内Ca2+浓度。采用高通量基因测序寻找早产分娩启动时被异常激活的蛋白和/或信号通路，从细胞信号转导通路（P38/MAPK通路、RhoA/ROCK通路）和细胞能量代谢（糖代谢关键酶ENO1的2-羟基异丁酰化修饰）途径两方面研究早产分娩启动机制。通过阻断与激活双重作用调控P38/MAPK蛋白、RhoA/ROCK蛋白活性，对比分析子宫平滑肌细胞内Ca2+浓度和MLC20磷酸化水平；通过2-羟基异丁酰化质谱检测及si-ENO1转染子宫平滑肌细胞，检测子宫平滑肌细胞内Ca2+浓度和MLC20磷酸化水平；以期阐明P38/MAPK通路、RhoA/ROCK通路、糖代谢关键酶ENO1的2-羟基异丁酰化修饰在孕激素非基因组效应调控分娩启动时的分子机制。为探索分娩启动原理，研究子宫平滑肌细胞收缩机制，精准预防、干预早产临产子宫收缩，提供理论依据。结果提示：1、P4干预体外培养的子宫平滑肌细胞，十余分钟后可检测到细胞内p-MLC20表达水平及钙浓度升高，可做为体外模拟分娩启动子宫平滑肌细胞收缩状态的细胞模型。P4通过非基因组效应发挥作用，mPRα是P4发挥非基因组效应的主要启动点。2、子宫平滑肌组织蛋白组学分析结果显示早产临产与早产未临产子宫平滑肌组织差异磷酸化蛋白的功能主要集中在细胞信号传导、翻译后修饰以及能量代谢（RhoA/ROCK通路、P38/MAPK通路及糖代谢关键酶ENO1的2-羟基异丁酰化修饰）。3、P4通过RhoA/ROCK信号通路发挥非基因组效应。4、P4通过P38/MAPK信号通路发挥非基因组效应。5、葡萄糖代谢参与子宫平滑肌收缩，P4通过下调糖酵解关键酶 ENO1的2-羟基异丁酰化水平引起ENO1活性升高促进子宫平滑肌收缩。