Reduced Expression of Hydrogen Sulfide-Generating Enzymes Down-Regulates 15-Hydroxyprostaglandin Dehydrogenase in Chorion during Term and Preterm Labor

氫硫化物生成酶表達下調在足月和早產分娩中下調絨毛膜15-羥基前列腺素脫氫酶的表達

來源: The American Journal of Pathology, Vol. 188, No. 1, January 2018, Pages 63-71

《美國病理學雜志》，第188卷，第1期，2018年1月，第63-71頁

 

摘要

論文摘要指出，氫硫化物作為一種內源性氣體信號分子，在妊娠維持中可能發揮作用。本研究首次發現，人類絨毛膜能夠產生氫硫化物，且氫硫化物生成酶胱硫醚-β-合成酶（CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）在絨毛膜滋養細胞中表達。在足月分娩和早產分娩中，CBS和CSE的表達及氫硫化物產生速率下調，導致15-羥基前列腺素脫氫酶（PGDH）表達下降，從而增加子宮內活性前列腺素含量，促進分娩。研究還顯示，氫硫化物通過抑制miR-26b和miR-199a來上調PGDH表達。這些結果揭示了氫硫化物在調節PGDH和分娩過程中的新機制。

 

研究目的

研究目的是探究氫硫化物是否參與絨毛膜中PGDH表達的調節，以及其在足月和早產分娩中的作用機制。具體目標是確定CBS和CSE在絨毛膜中的定位、表達變化，氫硫化物對PGDH的影響，并探討miRNAs在其中介導的分子通路。

 

研究思路

研究思路基于收集臨床樣本和細胞實驗。首先，從足月未分娩（TNL）、足月分娩（TL）和早產分娩（PTL）孕婦中獲取絨毛膜組織，通過免疫組化、Western blot和實時氫硫化物測量分析CBS、CSE表達和氫硫化物產生速率。然后，在培養的絨毛膜滋養細胞中，使用氫硫化物供體NaHS和前體L- cysteine處理，觀察PGDH表達和活性的變化，并利用抑制劑和siRNA驗證CBS和CSE的作用。進一步，通過熒光素酶報告基因實驗和miRNA mimics/inhibitors探討miR-26b和miR-199a在氫硫化物調節PGDH中的角色。最后，分析臨床樣本中miRNA表達水平。

 

測量的數據及研究意義

1. CBS和CSE的定位數據：來自圖1，免疫組化顯示CBS和CSE在絨毛膜滋養細胞、羊膜上皮和蛻膜中表達。研究意義：首次證實氫硫化物生成酶在絨毛膜中的具體位置，為后續功能研究提供基礎，表明這些酶可能局部調節PGDH。

 

2. CBS、CSE和PGDH表達水平及氫硫化物產生速率數據：來自圖2A-E，Western blot顯示TL和PTL組中CBS、CSE和PGDH蛋白表達下調，氫硫化物產生速率降低；相關性分析顯示CBS與PGDH表達正相關（圖2F-G）。研究意義：這些數據直接證明分娩過程中氫硫化物生成減少與PGDH下調相關，提示氫硫化物可能通過CBS途徑維持PGDH表達，從而控制前列腺素代謝，參與分娩啟動。

 

3. 氫硫化物對PGDH表達和活性的影響數據：來自圖3A-I，細胞實驗中NaHS和L- cysteine劑量依賴性地增加PGDH mRNA、蛋白表達和活性；CBS抑制劑和siRNA阻斷L- cysteine的作用，而CSE干預無影響。研究意義：驗證了氫硫化物通過CBS特異性上調PGDH，明確了分子途徑，為靶向治療提供潛在靶點。

 

4. miRNAs介導的數據：來自圖4A-I，熒光素酶實驗顯示miR-26b和miR-199a直接靶向PGDH 3'-UTR；氫硫化物抑制這些miRNA表達，且其 mimics 逆轉氫硫化物對PGDH的上調作用；臨床樣本中TL和PTL組miR-26b和miR-199a表達上調。研究意義：揭示了氫硫化物通過調控miRNAs來調節PGDH的表觀遺傳機制，豐富了分娩的分子網絡理解。

 

 

結論

論文結論表明，內源性氫硫化物通過CBS途徑產生，上調絨毛膜PGDH表達，從而抑制活性前列腺素積累，維持妊娠；氫硫化物通過抑制miR-26b和miR-199a來實現這一調節。在足月和早產分娩中，氫硫化物生成酶表達下調導致氫硫化物減少，進而降低PGDH，促進前列腺素介導的分娩過程。這為理解分娩機制和開發抗早產策略提供了新見解。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義在于其提供了高精度和實時的氫硫化物產生速率測量，從而驗證了氫硫化物生成酶活性在分娩中的變化。具體地，Unisense電極（模型H2S-MRCh）用于測量絨毛膜組織勻漿在添加L-半胱氨酸后的氫硫化物產生動力學（圖2D-E）。數據顯示，TL和PTL組的氫硫化物產生速率顯著低于TNL組，且該效應可被CBS或CSE抑制劑阻斷。這些測量結果不僅證實了氫硫化物產生在分娩中下調，還直接關聯到CBS和CSE的酶活性變化，支持了氫硫化物在調節PGDH中的關鍵作用。Unisense電極的高靈敏度使研究人員能夠捕捉細微的動力學變化，增強了數據的可靠性，為研究氣體信號分子在生理過程中的作用提供了技術支撐，有助于推動氫硫化物作為生物標志物在產科疾病中的應用。