隨著我國經(jīng)濟水平發(fā)展及人們生活水平不斷改善,巨大兒的發(fā)生率大幅度增加,不僅增加了妊娠期糖尿病、剖宮產(chǎn)、嬰兒死亡等風(fēng)險,而且對子代遠期健康造成不良影響[1]。探討巨大兒發(fā)生的分子機制,將成年代謝疾病的防控節(jié)點提前,具有非常重要的意義。胎兒生長發(fā)育所需的一切營養(yǎng)物質(zhì)都是由母體通過胎盤供應(yīng),胎盤細(xì)胞的生長發(fā)育類似腫瘤細(xì)胞,常常被稱作“偽腫瘤”[2]。去泛素化酶(Ubiquitin specific protease 2a,USP2a)與細(xì)胞增殖和凋亡有關(guān),參與腫瘤細(xì)胞周期調(diào)控[3]。但USP2a與巨大兒發(fā)生的相關(guān)研究國內(nèi)外尚未見報道。本研究旨在通過分析USP2a在巨大兒胎盤中的作用,為探討巨大兒的發(fā)病機制提供新思路。
1.1 一般資料 采用病例對照研究,經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn),孕婦簽署知情同意書。選擇我院2014年9月~2015年6月分娩的非糖尿病性巨大兒29例(巨大兒組),另選擇同期住院足月分娩正常體重兒31例(正常兒組),采集產(chǎn)婦胎盤樣本。兩組孕婦年齡、孕前BMI、分娩孕周差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),排除混雜因素。所有研究對象均為單胎初產(chǎn),無肝炎、結(jié)核等急慢性傳染病史,無心臟病、甲亢、肝腎疾病等內(nèi)科疾病,常規(guī)產(chǎn)檢,在孕24~28周進行75g OGTT檢查,以排除妊娠期糖尿病等其他妊娠合并癥和并發(fā)癥。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)本采集 無菌條件下,胎盤娩出后5min內(nèi),在胎盤母體面中央避開出血、梗死及鈣化區(qū)取絨毛組織1cm×1cm×1cm,生理鹽水沖洗干凈后置于無菌凍存管內(nèi),置液氮中保存。
1.2.2 ELISA實驗 酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測USP2a、MDM2、P53蛋白的表達,試劑盒購自上海滬宇生物科技有限公司,實驗步驟按照說明書進行。
1.2.3 Real Time PCR檢測選擇USP2a下游底物MDM2、CCND1及FASN進行qPCR驗證。①引物及探針的設(shè)計和合成:用Primer Premier 5.0軟件設(shè)計GAPDH、MDM2、CCND1及FASN的 引物和 探針,委托擎科生物技術(shù)有限公司合成,經(jīng)實驗驗證能擴增目的基因后采用。引物及探針序列(5′-3′)。②胎盤組織中RNA的提?。喝〕霰4娴奶ケP組織,每次剪取100mg左右,置入研缽中,倒入液氮研磨;研磨至粉狀,加入1ml TRIzol,然后根據(jù)總RNA提取試劑盒說明書提取組織總RNA,紫外分光光度法檢測RNA濃度與純度,-70℃保存。③逆轉(zhuǎn)錄:用Takara RR036TA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒在T100 thermal cycler儀器中進行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng),反應(yīng)體系核酸500ng,MIX 2μl,加水補充到10ml,反應(yīng)條件:37℃ 15min,85℃ 5s,逆轉(zhuǎn)完畢后補充190μl的無酶水,4℃保存。④Real Time PCR:所有Real Time PCR反應(yīng)均在Roche LightCycler 480Ⅱ儀上進行,每一個標(biāo)本均做3個復(fù)孔,每次反應(yīng)都帶入標(biāo)準(zhǔn)品。PCR反應(yīng)體系為:SYBR 2.5μl、前引物0.1μl、后引物0.1μl、ROX 0.1μl、無酶水1.7μl,混勻后取4μl加入384孔板,再取1μl的cDNA加入384孔板中,形成5μl的體系。⑤數(shù)據(jù)分析:根據(jù)擴增曲線,由SDS2.4軟件系統(tǒng)輸出得到每個PCR循環(huán)反應(yīng)的閾值,即模板cDNA擴增達到某一熒光強度的循環(huán)次數(shù),每個樣本檢測重復(fù)3次,取其平均值,其中檢測基因表達時GAPDH作為內(nèi)參,用來校正濃度差異引起的誤差。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用Stata 10.0軟件進行數(shù)據(jù)分析,定量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)描述,符合正態(tài)分布的組間比較采用t檢驗;而呈偏態(tài)分布的組間比較采用非參數(shù)檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。數(shù)據(jù)作圖采用GraphPad Prism 5.0。
2.1 兩組一般情況比較 兩組孕婦年齡、分娩孕周等差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),兩組胎兒體重有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),見表1。
表1 兩組一般情況比較(±s)
表1 兩組一般情況比較(±s)
項目 巨大兒組 對照組 t/z P例數(shù) 29 31孕婦年齡(歲) 26.76±3.46 26.10±2.71 0.820 0.420孕前BMI(kg/m2)20.93±4.59 19.73±1.91 1.312 0.200分娩孕周(周) 39.63±0.62 39.60±1.08 0.170 0.870孕次(次) 1.38±0.86 1.19±0.48 1.030 0.312新生兒性別 1.791 0.181男19 15女10 16新生兒出生體重(g) 4280.69±319.35 3330.00±321.55 11.480<0.05
2.2 兩組孕婦胎盤中USP2a、MDM2及P53蛋白含量比較 經(jīng)過ELISA檢測,巨大兒胎盤中USP2a蛋白含量高于正常體重兒,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=1.990,P=0.047)。經(jīng)過ELISA檢測,巨大兒胎盤中MDM2蛋白含量高于對照組,而P53蛋白含量低于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
表2 兩組胎盤中USP2a、MDM2、P53蛋白含量比較(±s)
表2 兩組胎盤中USP2a、MDM2、P53蛋白含量比較(±s)
蛋白 巨大兒組 對照組 Z P USP2a 1863.74±637.57 1573.77±421.449 1.990 0.047 MDM2 60.80±28.15 46.84±12.77 2.160 0.027 P53 292.04±297.32 627.48±709.58 -2.040 0.042
2.3 兩組孕婦胎盤中MDM2、CCND1及FASN mRNA水平比較 巨大兒組胎盤中MDM2表達水平高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-2.025,P=0.043),而CCND1及FASN表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-0.500,P=0.617;Z=-1.202,P=0.229),見圖1。
圖1 兩組胎盤中MDM2、CCND1及FASN mRNA表達情況
泛素化及去泛素化是機體生命進程中必不可少的翻譯后修飾過程,蛋白經(jīng)泛素化修飾后被降解,去泛素化酶則能逆轉(zhuǎn)泛素化過程使蛋白免受降解[4]。USP2基因位于人類染色體11q23.3,是一種重要的去泛素化酶,通過特異性識別靶蛋白,使靶蛋白去泛素化并阻礙其降解,與細(xì)胞增殖和凋亡有關(guān),參與細(xì)胞周期調(diào)控[5]。USP2具有3個亞型,其中USP2a能對腫瘤細(xì)胞進行周期調(diào)控[6]。胎盤細(xì)胞的生長發(fā)育類似腫瘤細(xì)胞,常常被稱作“偽腫瘤”,USP2a對腫瘤細(xì)胞周期的調(diào)控作用提示USP2a可能也調(diào)控胎盤細(xì)胞的增殖、凋亡和浸潤,影響胎盤、胎兒的生長發(fā)育。目前國內(nèi)外未見USP2a與巨大兒關(guān)系的研究報道。我們檢測巨大兒胎盤中USP2a的蛋白表達水平,研究結(jié)果顯示,與對照組相比,巨大兒胎盤中USP2a蛋白表達水平上調(diào),提示胎盤中USP2a與巨大兒發(fā)生有關(guān)。
研究證實USP2a通過特異性識別靶蛋白(底物),使靶蛋白去泛素化并阻礙其降解[6]。常見的靶蛋白底物有脂肪酸合成酶(Fatty Acid Synthetase,F(xiàn)ASN),泛素蛋白連接酶(Murine Double Minute 2,MDM2),細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin-D1,CCND1)等。研究表明在前列腺癌中FASN的蛋白水平是通過USP2a去泛素化調(diào)控,從而激活細(xì)胞程序性死亡[7]。作為一種癌基因,USP2a異位表達最終改變MDM2的穩(wěn)定性[8]。Kim等[9]發(fā)現(xiàn)在膀胱癌細(xì)胞中USP2a加速CCND1降解從而導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯?;谏鲜鰧嶒灷碚?,我們選擇USP2a下游底物MDM2、CCND1及FASN進行qPCR驗證,結(jié)果發(fā)現(xiàn)巨大兒胎盤中MDM2表達水平高于正常兒,而CCND1及FASN表達并無差異。我們推斷,在巨大兒胎盤中USP2a可能通過去泛素化作用,特異性識別靶蛋白MDM2,抑制MDM2降解。
MDM2-P53是機體內(nèi)一種重要的作用模式,同時MDM2是USP2a底物之一。而MDM2同時也是P53的泛素連接酶,因此MDM2的增多又促進了P53的泛素化及降解,最終導(dǎo)致P53誘導(dǎo)胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡減少,胎盤過度生長,巨大兒發(fā)生。而且進一步的實驗也驗證了我們的假設(shè),結(jié)果顯示巨大兒胎盤中MDM2蛋白表達增高,P53蛋白表達降低。
近年來多個腫瘤耐藥研究中心發(fā)現(xiàn)USP2a能夠減少腫瘤細(xì)胞的凋亡,從而使其對許多化療藥物產(chǎn)生耐藥性[10]。研究發(fā)現(xiàn)USP2a在體內(nèi)與MDM2相關(guān)。在腫瘤來源的細(xì)胞系中用siRNA干擾USP2a轉(zhuǎn)染后導(dǎo)致P53蛋白增加與P53靶基因的表達上調(diào)[8]。P53作為基因組衛(wèi)士發(fā)揮阻滯細(xì)胞周期、促進細(xì)胞凋亡及基因組穩(wěn)定性的作用。如MDM2結(jié)合P53使其失活,導(dǎo)致正常生物學(xué)功能喪失。USP2a-MDM2-P53通路在腫瘤方面的研究結(jié)果也從另一方面支持我們的假設(shè),后期我們還將在胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞系中通過體外實驗進一步驗證。
綜上所述,胎盤中USP2a表達上調(diào)通過MDM2-P53通路參與巨大兒發(fā)生,本研究結(jié)果為巨大兒的研究提供新思路,并為臨床巨大兒防治提供理論依據(jù)。尋找特異性阻斷MDM2與USP2a之間相互作用的小分子多肽,可能有助于指導(dǎo)臨床有效干預(yù)巨大兒的發(fā)生。