二恶英类化合物通过AHR/IL-24对胎盘滋养层细胞侵袭的调控及机制研究

Dioxins pollution is closely related to spontaneous abortion in pregnant women. Poor placental trophoblast invasion is one of the causes of spontaneous abortion. The expression level of IL-24 in placenta is negatively correlated with the invasion ability of trophoblast. Our previous study found that dioxin can up-regulate the expression of IL-24 in human placental villous stromal cells, and the expression of IL-24 is positively correlated with the expression of dioxin receptor AHR. We also found that there are potential AHR binding sites in the promoter region of IL-24 gene. Based on our previous study, we hypothesizes that dioxins may inhibit the invasion of trophoblast through regulating IL-24 expression by AHR. In this project, we are going to study the mechanism of regulation of IL-24 expresion by AHR, the effects of dioxins induced IL-24 secreted from placental villous stromal cells on trophoblast invasion, and the relationship between IL-24 and CXCR4/AKT/mTOR/MMP2/MMP9 signaling pathway related with cell invasion. This project aim to clarify the molecular mechanism of inhibition of trophoblast invasion by dioxins through AHR/IL-24, which will provide a scientific basis for the control of dioxin pollution and reduce spontaneous abortion.

环境中的二恶英污染与孕妇自然流产密切相关，其机制尚不明确。胎盘滋养层细胞侵袭能力不足是自然流产的原因之一。胎盘组织内IL-24的表达水平与滋养层细胞的侵袭能力负相关。我们之前的研究发现二恶英类化合物可上调IL-24在人胎盘绒毛间质细胞中的表达，其表达与二恶英受体AHR的表达正相关，且IL-24基因启动子区域具有潜在的AHR结合位点。因此我们提出二恶英类化合物通过AHR调控IL-24的表达抑制胎盘滋养层细胞侵袭的假设。本项目拟通过研究AHR对IL-24的表达调控，二恶英类化合物诱导胎盘绒毛间质细胞分泌IL-24对滋养层细胞侵袭能力的影响，以及IL-24与细胞侵袭相关信号通路CXCR4/AKT/mTOR/MMP2/MMP9的关系，证实并阐明二恶英类化合物通过AHR/IL-24抑制胎盘滋养层细胞侵袭的分子机制。本项目将揭示二恶英暴露引发自然流产的新机制，为控制二恶英污染减少自然流产提供科学依据。

随着我国经济的快速发展带来的环境污染问题的严重化，环境污染影响人们健康的问题日益突出。二恶英（dioxins）是一类迄今为止人类已知毒性最强，也是《斯德哥尔摩公约》中规定的需要首先消除的对人类健康和生态环境特别有害的持久性有机污染物。国内外的多项动物实验以及人类流行病学研究均表明环境中的二恶英污染物是自然流产的诱因之一，但其具体毒理机制尚不明确。前期研究发现白细胞介素-24（IL-24）是细胞内二恶英受体AHR的响应基因，胎盘组织内IL-24的表达水平与滋养层细胞的侵袭能力负相关，而胎盘滋养层细胞侵袭能力不足是自然流产的原因之一，因此本项目从AHR/IL-24通路着手，研究二恶英通过其受体AHR介导IL-24及下游信号通路的表达，调控胎盘滋养层细胞侵袭的分子机制。.我们首先通过确定AHR与IL-24基因启动子序列的结合情况，找到并验证AHR在IL-24启动子上的结合位点，并通过过表达细胞中的AHR表达，检测在TCDD处理下IL-24基因启动子活性的变化，证实了AHR通过直接结合IL-24启动子区介导TCDD对IL-24的转录表达的诱导作用。其次，收集TCDD处理的绒毛基质细胞的培养上清，并检测培养上清中IL-24的表达量，并进一步检测IL-24对绒毛外滋养层细胞形态变化及侵袭特性的影响，证实了TCDD处理诱导绒毛基质细胞分泌IL-24，进而抑制滋养层细胞的侵袭和迁移。最后，我们通过转录组学和蛋白组学分析IL-24处理胎盘滋养层细胞前后基因和蛋白的差异表达情况，并通过关联转录组和蛋白组数据分析，明确了IL-24通过下调TSLP的表达以及TSLP/MAPK/MMP9信号通路抑制胎盘滋养层细胞的侵袭。.本研究明确了二恶英通过AHR介导胎盘绒毛间质细胞分泌IL-24，进而通过调控胎盘滋养层细胞内TSLP/MAPK/MMP9信号通路抑制胎盘滋养层细胞侵袭。从分子水平上揭示了二恶英类污染物引发孕妇流产的毒理机制，对IL-24在生殖医学中的生物学活性提出新的认识，为IL-24作为潜在的新型生物标记物应用于自然流产等妊娠期并发症的防治提供科学理论依据。同时，为自然流产的环境污染因素的防治提供科学依据，对改善居住环境和提高人口质量具有积极的现实意义。