GABA信號在圍植入期小鼠子宮中的表達(dá)及功能研究.pdf

1、目的：哺乳動物胚胎植入是妊娠成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。小鼠胚胎植入及胎盤形成的的主要步驟包括：胚泡滋養(yǎng)外胚層粘附于子宮內(nèi)膜腔上皮；滋養(yǎng)層增殖進(jìn)而穿過腔上皮；圍繞胚泡粘附周圍的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖分化為蛻膜細(xì)胞；滋養(yǎng)層分化并具備侵襲表型，穿過子宮蛻膜組織，進(jìn)入母體血管；最后形成功能性的胎盤。在這一過程中，子宮內(nèi)膜蛻膜化及滋養(yǎng)層對蛻膜組織的適度侵襲對妊娠的建立和維持至關(guān)重要，因此也成為研究熱點。
　　最初作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)展開研究的γ-氨基

2、丁酸，它的主要功能在于傳遞抑制性的神經(jīng)信號，具有鎮(zhèn)靜、催眠、抗驚厥、降血壓的生理作用，現(xiàn)己被開發(fā)合成口服制劑，用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)等，且表現(xiàn)出一定的生產(chǎn)價值。γ-氨基丁酸可作為胃腸肽，促進(jìn)胃液和生長激素的分泌，興奮動物的采食中樞，從而增加采食量；同時還可以減少動物的無意識運動，以減少能量消耗，從而達(dá)到促生長的目的。近年來，關(guān)于γ-氨基丁酸在外周組織中的調(diào)節(jié)作用備受關(guān)注，尤其是在熱點問題之一腫瘤的研究中。γ-氨基丁酸及其受體特異性表達(dá)于外周

3、多種內(nèi)分泌組織和器官腫瘤，并表現(xiàn)出調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲能力。而在生殖領(lǐng)域的研究中，早期的研究報道了，γ-氨基丁酸的A型受體π亞基扮演著重要角色。孕激素及其代謝中間物四氫孕酮能通過π亞基抑制子宮平滑肌的收縮，維持足月妊娠。在大鼠，π亞基在分娩啟動前一直保持高水平，而在D19.5日和分娩過程中含量急劇下降，導(dǎo)致子宮對四氫孕酮的敏感性減弱，從而解除四氫孕酮對子宮靜息狀態(tài)的維持，促使分娩的啟動。
　　在本實驗室的前期研究中發(fā)現(xiàn)，

4、在小鼠胚胎植入前期(D1-D4)，GABA及其A受體π亞基，B受體B1亞基均動態(tài)表達(dá)于子宮腔、腺上皮，并參與了囊胚脫帶及外延生長，提示其參與植入前的母體-胚胎對話。在本實驗中，我們研究了GABA信號在小鼠子宮D5-D8中的表達(dá)，并探討了GABA信號對蛻膜化進(jìn)程的影響及在早期滋養(yǎng)層侵襲中的作用。該研究將為闡明哺乳動物胚胎著床的分子機(jī)制補(bǔ)充新的依據(jù)，同時為中樞神經(jīng)遞質(zhì)在生殖領(lǐng)域的研究提供新的視野。
　　第一部分：GABA信號在圍植入期

5、小鼠子宮的表達(dá)
　　目的：檢測GABA、GABRP及GB1在圍植入期小鼠子宮的含量及動態(tài)變化。方法：提取總RNA，兩步法RT-PCR檢測妊娠小鼠D4-D8子宮中GABRP及GB1mRNA水平的表達(dá)；制作石蠟切片，采用免疫組化檢測妊娠小鼠D4-D8子宮中GABA、GABRP及GB1蛋白的表達(dá)；提取總蛋白，采用western blot檢測妊娠小鼠D4-D8子宮中GABRP及GB1蛋白水平的表達(dá)；比色法檢測妊娠小鼠D1-D8子宮中的GA

6、BA含量。結(jié)果：GABRP及GB1 mRNA表達(dá)于D4-D8小鼠子宮。與D4比較，GABRPmRNA的表達(dá)水平在D5及D7植入位點處上升(P<0.05)，而在非植入位點之間表達(dá)水平無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。GABRP mRNA的表達(dá)水平在D6及D8非植入位點處顯著高于對應(yīng)的植入位點(P<0.05)。在各植入位點中，與D4比較，GB1mRNA的表達(dá)水平僅在D5時表達(dá)升高(P<0.05)。免疫組化結(jié)果顯示，GABA、GABRP及GB1均

7、表達(dá)于細(xì)胞胞質(zhì)。在D4，GABA、GABRP及GB1表達(dá)于小鼠子宮的腔、腺上皮，而GABA、GABRP還表達(dá)于基質(zhì)細(xì)胞。在D5，GABA、GABRP及GB1表達(dá)于小鼠子宮殘留的腔、腺上皮。在D6-D8，GABA、GABRP及GB1則逐漸出現(xiàn)在初級蛻膜帶及次級蛻膜帶的蛻膜細(xì)胞，且GB1還弱表達(dá)于D8的EPCs。Western blot結(jié)果顯示，GABRP及GB1蛋白表達(dá)于D4-D8小鼠子宮。在D4-D8中，GABRP蛋白在D5子宮的植入位

8、點及非植入位點處表達(dá)均達(dá)最高峰，與D4比較，差異均具有極顯著性(P<0.01)，但隨后呈現(xiàn)下降趨勢。GABRP蛋白在各非植入位點之間的表達(dá)水平與對應(yīng)植入位點之間無顯著差異。GB1蛋白在D7子宮的植入位點與非植入位點處表達(dá)均達(dá)最高峰，植入位點與D4比較，非植入位點與D5非植入位點比較，差異均具有顯著性(P<0.05)。比色法結(jié)果顯示，在植入早期(D1-D4)，與D1比較，GABA含量D3時出現(xiàn)上調(diào)(P<0.05)，而在D4時出現(xiàn)下降趨勢。

9、在植入期(D5-D8)，GABA含量在D5植入位點處呈現(xiàn)出最大值，與D4比較，差異具有極顯著性(P<0.01)，隨后繼續(xù)出現(xiàn)下降趨勢，且在D6-D8的非植入位點含量顯著高于對應(yīng)的植入位點處，差異具有極顯著性(P<0.01)。結(jié)論：GABRP及GB1mRNA及蛋白動態(tài)表達(dá)于圍植入期的小鼠子宮；GABA含量在圍植入期的小鼠子宮中呈現(xiàn)動態(tài)變化趨勢；GABA及GABRP主要定位于圍植入期D4-D8的小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞及蛻膜區(qū)域的蛻膜細(xì)胞；GB1主

10、要定位于D6-D8的蛻膜區(qū)及D8的絨毛膜錐部位。
　　第二部分：GABA信號在小鼠子宮蛻膜化進(jìn)程的功能研究
　　第一節(jié)：GABA信號在小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞體外蛻膜化進(jìn)程的功能研究
　　目的：成功建立小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞體外人工誘導(dǎo)蛻膜化模型；檢測在蛻膜化過程中，GBARP及GB1 mRNA和蛋白表達(dá)水平的變化；研究GABA及其A受體對蛻膜化過程中細(xì)胞增殖、周期及凋亡情況的影響；研究細(xì)胞周期蛋白cyclinD3是否參與GABA及

11、其A受體對蛻膜化過程的調(diào)節(jié)。方法：原代提取小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞，用抗基質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物vimentin及上皮細(xì)胞標(biāo)志物cytokeratin抗體，鑒定基質(zhì)細(xì)胞純度并采用間接免疫熒光方法檢測GABA、GABRP在基質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)；采用E2聯(lián)合P4方法誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞發(fā)生蛻膜化，并選取0h，24h，48h及72h4個時間點，采用western blot檢測蛻膜化標(biāo)志物PRL的表達(dá)，以鑒定蛻膜化體外模型是否建立成功；提取總RNA，兩步法RT-PCR檢測G

12、ABRP及GB1在0h，24h，48h及72h4個時間點的mRNA表達(dá)水平變化；提取總蛋白，western blot檢測GABRP在0h，24h，48h及72h4個時間點的蛋白表達(dá)水平變化；在誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化反應(yīng)的同時，分別加入GABA(1μM，10μM及100μM)；GABA A受體激動劑Muscimol(0.5μM，5μM及50μM)；最佳作用濃度的GABA與不同濃度的GABAA受體拮抗劑S106(0.5μM，5μM及50μM)聯(lián)

13、合處理，分別于處理后24h，48h，72h，采用MTS和流式細(xì)胞術(shù)檢測基質(zhì)細(xì)胞增殖，周期分布及凋亡情況，western blot檢測細(xì)胞cyclinD3的表達(dá)變化情況。結(jié)果：本研究提取的小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞，經(jīng)鑒定，細(xì)胞純度達(dá)95％以上，可用于后續(xù)實驗；Western blot結(jié)果顯示，與0h比較，PRL蛋白表達(dá)水平隨著誘導(dǎo)時間的延長，表達(dá)水平上調(diào)，其差異極有顯著性(P<0.01)，提示成功誘導(dǎo)小鼠基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化。RT-PCR結(jié)果顯示，與0

14、h比較，GABRP的mRNA表達(dá)水平隨著誘導(dǎo)時間的延長表達(dá)下調(diào)，其差異有顯著性(P<0.05)；間接免疫熒光結(jié)果顯示，GABA、GABRP蛋白主要定位于原代提取的基質(zhì)細(xì)胞的胞質(zhì)；western blot結(jié)果顯示，與0h比較，GABRP的蛋白表達(dá)水平隨著誘導(dǎo)時間的延長表達(dá)下調(diào)，其差異有顯著性(P<0.05)。MTS結(jié)果顯示，在誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化的48h及72h時，1μM GABA和5μM GABAAR激動劑Muscimol顯著抑制細(xì)胞增殖

15、(P<0.05)，而50μM S106能成功逆轉(zhuǎn)1μM GABA對細(xì)胞增殖的抑制作用；流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示，在48h時，1μM GABA及5μM Muscimol能顯著增加S期的細(xì)胞分布數(shù)量(P<0.05)，而50μMS106成功逆轉(zhuǎn)1μM GABA對細(xì)胞S期的影響；流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示，在72h時，1μM GABA及5μM Muscimol能顯著增加細(xì)胞的凋亡數(shù)量(P<0.05)；而50μM S106成功逆轉(zhuǎn)1μM GABA對細(xì)胞凋亡的影

16、響；western blot結(jié)果顯示，與空白對照比較，在誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化的48h及72h時，1μM GABA及5μM Muscimol處理能顯著降低cyclinD3的表達(dá)(P<0.05)，而50μM S106成功逆轉(zhuǎn)1μM GABA對cyclinD3表達(dá)的下調(diào)作用。結(jié)論：體外成功誘導(dǎo)小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化反應(yīng)；GABA及GABRP主要定位在基質(zhì)細(xì)胞胞質(zhì)，并隨著蛻膜化進(jìn)程，GABRP的mRNA及蛋白表達(dá)水平均呈現(xiàn)下降趨勢。GABA可能通

17、過GABAA受體抑制體外基質(zhì)細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，擾亂細(xì)胞周期分布，從而體外抑制蛻膜化過程，并且cyclinD3參與調(diào)節(jié)該行為。
　　第二節(jié)：GABA在小鼠子宮體內(nèi)蛻膜化進(jìn)程的功能研究
　　目的：探討GABA對于小鼠子宮體內(nèi)蛻膜化進(jìn)程的影響。方法：于D5開始，分別腹腔注射0.05g/kg，0.5g/kg及5g/kg的GABA，每日1次，連續(xù)注射3日；于D8時處死小鼠，取出子宮，統(tǒng)計蛻膜鼓包的個數(shù)及稱重；隨后固定各處理組的蛻

18、膜鼓包，進(jìn)行石蠟切片，隨后行HE染色，采用Image J軟件計算大核及多核的面積；采用western blot檢測蛻膜化標(biāo)志物PRL在各組D8子宮植入位點處的表達(dá)。結(jié)果：與空白對照組比較，0.05g/kg及5g/kgGABA組可顯著減少蛻膜鼓包的數(shù)量(P<0.05)，同時，0.5g/kgGABA可減輕蛻膜鼓包重量(P<0.05)：通過ImageJ軟件計算面積可知，與空白組比較，0.05g/kg及0.5g/kg GABA顯著降低大核多核區(qū)

19、域面積(P<0.05)；western blot結(jié)果顯示，與空白對照組比較，各濃度組的GABA均能顯著降低PRL的表達(dá)量，其差異具有顯著性(P<0.05)。結(jié)論：GABA可能通過減少蛻膜化的面積及降低蛻膜化反應(yīng)的強(qiáng)度，從而在體內(nèi)抑制小鼠子宮蛻膜化進(jìn)程。
　　第三部分：GABA信號在小鼠早期滋養(yǎng)層侵襲中的功能初探
　　目的：研究GABA及其B受體對蛻膜細(xì)胞侵襲能力及絨毛膜錐(ectoplacental cones，EPCs)外

20、延生長能力的影響。方法：原代分離D8小鼠子宮蛻膜細(xì)胞，間接免疫熒光檢測GABA及GB1的表達(dá)；采用GABA(1μM，10μM及100μM)；Baclofen(0.5μM，5μM及50μM；最佳作用濃度的GABA分別與2-Hydroxysaclofen(0.2μM，2μM及20μM)干預(yù)蛻膜細(xì)胞，transwell小室模型檢測蛻膜細(xì)胞侵襲能力的變化；原代分離EPCs，種于Matrigel膠上，采用采用GABA(1μM，10μM及100μM

21、)；Baclofen(0.5μM，5μM及50μM；最佳作用濃度的GABA分別與2-Hydroxysaclofen(0.2μM，2μM及20μM)干預(yù)，分別于24h，48h，72h觀察EPCs粘附及外延生長情況，采用Image J軟件分析EPCs外延生長能力的變化。結(jié)果：間接免疫熒光結(jié)果顯示，GABA及GB1表達(dá)于原代蛻膜細(xì)胞胞質(zhì)；采用transwell小室模型，計算下室細(xì)胞數(shù)量，統(tǒng)計分析可知，100μM GABA，5μM Baclof

22、en減少下室細(xì)胞數(shù)量，提示其抑制蛻膜細(xì)胞的侵襲能力，而20μM2-Hydroxysaclofen可逆轉(zhuǎn)100μM GABA對細(xì)胞侵襲的抑制作用；顯微鏡下觀察，不同處理組的EPCs均有90％以上的黏附率，其差無異顯著性，通過Image J軟件分析可知，在處理后的24h及48h時，100μM GABA及5μM Baclofen均可促進(jìn)EPCs的外延生長(P<0.05)，而20μM2-Hydroxysaclofen可逆轉(zhuǎn)100μM GABA對