IDO/AHR/STAT3信号环路调控滋养细胞功能及胎盘血管形成的机制研究

The normal function of trophoblast and the placental angiogenesis is quite important to maintenance normal pregnancy.The expression of indoleamine 2,3- dioxygenase (IDO) and aryl hydrocarbon receptor (AHR) is a great deal in maternal-fetal interface ,and the kynurenine(KYN),which is a byproduct of IDO-mediated tryptophan breakdown, is a natural ligand of AhR.Our studies have found that IDO promotes trophoblast invasion via STAT3 signaling pathway,and AhR combined with exogenous ligand TCDD can damage placental vascular endothelial cells .However, whether and how IDO and AhR involved in the process is not clear.The aim of our study is to analyze the role and mechanism of IDO/AHR/STAT3 signaling loop in maternal-fetal interface.In our project through the cell co-culture system in vitro and the IDO knock-out mice constructed by CRISPR/Cas9 technology and mouse model of spontaneous abortion.Firstly, we elucidate the role of IDO/AHR/STAT3 signaling loop in maintenance of normal pregnancy.Secondly, we analyze the molecular mechanism of IDO dependent AHR/STAT3 signaling loop to regulate the function of trophoblast and placental angiogenesis.Finally,to prove that the activation of IDO/AHR/STAT3 signaling loop may contribute to the treatment of trophoblast and placental vascular abnormalities diseases such as spontaneous abortion.

滋养细胞生物学功能正常及胎盘血管系统的正常建立是维持正常妊娠的关键。母胎界面表达大量的哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和芳香烃受体（AHR），IDO降解产物犬尿氨酸（KYN）是AHR自然配体激活物。课题组前期研究发现IDO经STAT3信号通路促进滋养细胞侵袭，AhR与外源性配体TCDD结合损伤胎盘血管内皮细胞，但IDO与AhR之间是否及如何协同参与这一调控过程知之甚少。本课题拟解析IDO/AHR/STAT3信号环路在早孕期母-胎界面的作用及机制。研究通过体外细胞共培养体系及CRISPR/Cas9技术构建的IDO敲除小鼠和自然流产小鼠模型，首先阐明IDO/AHR/STAT3信号环路在维持正常妊娠中的作用；其次深入分析IDO依赖AHR/STAT3信号环路调控滋养细胞功能及胎盘血管生成的分子机制；最后证实激活IDO/AHR/STAT3信号环路对滋养细胞和胎盘血管异常相关疾病如自然流产的治疗作用。

滋养细胞生物学功能正常及胎盘血管系统的正常建立是维持正常妊娠的关键。母胎界面表达大量的哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和芳香烃受体（AHR），IDO降解产物犬尿氨酸（KYN）是AH R自然配体激活物。课题组发现IDO经STAT3信号通路促进滋养细胞侵袭，AhR与外源性配体TCDD结合损伤胎盘血管内皮细胞，但IDO与AhR之间是否及如何协同参与这一调控过程知之甚少。本项目通过检测证实复发性流产RSA与正常妊娠者绒毛组织相比，RSA中IDO、AHR、血管密度标志CD31及磷酸化STAT3 水平下降。细胞实验证实，shRNA干扰IDO的表达或抑制其活性，导致滋养细胞HTR-8的迁移和增殖能力减弱。类似的，干扰IDO的表达或抑制其活性，都会抑制血管内皮细胞HUVEC的增殖、迁移以及小管形成。蛋白组学进一步分析两组差异蛋白，及参与富集通路，Western blot验证得到7种高差异蛋白APOB、MRPS7、 C3、AT-3 、NSDHL、EGFL6和ITIH4。同时课题组发现转接头蛋白Nck1在RSA绒毛组织中表达显著低于正常组，并影响了下游Yap磷酸化，这与IDO/AHR/STAT3 假设信号环路STAT-3磷酸化密切相关。这些为解析IDO依赖AHR/STAT3信号环路分子机制奠定了基础和开阔了思路，课题组下一步继续探讨此环路对胎盘血管异常相关疾病如自然流产的治疗作用。通过本项目，发表SCI论文4篇，核心期刊2篇，获授权专利2项，培养2名博士生和3名硕士研究生。