HIF1-VEGF在小鼠月经样模型月经发生中的调控机制研究

【摘要】月经是包括人类的高等灵长类以及少数其它胎盘动物所特有的子宫内膜周期性脱落的生理现象。解析子宫内膜周期性崩解出血与修复机制是理解异常出血机制和寻找治疗异常出血策略的关键所在,对女性生殖健康具有重大的意义。关于月经的早期研究可以追溯到1940s,Markee利用恒河猴子宫内膜外植体模型,直观地观察到子宫内膜在月经周期中的变化。Markee观察到在月经发生前,子宫内膜中的螺旋动脉发生约24h的痉挛收缩。由此推测,组织缺血缺氧是造成子宫内膜崩解的始动原因。由于长期缺乏理想的模式动物模型,月经机制的研究进展较为缓慢。八十年代,最常用的哺乳类模式动物——小鼠首次被带入月经机制的研究领域。本世纪初,小鼠月经样模型已经得到优化。在2007年,本实验室成功建立了小鼠药理性孕酮撤退月经样模型,并且对月经的发生机制进行了前期的探索性研究。在对小鼠月经样模型孕酮撤退后的不同时间点进行PathwayFinder芯片检测后,在芯片数据解析中发现,低氧反应相关基因和血管内皮生长因子(Vegf)mRNA的表达量在子宫内膜的崩解过程中逐渐增高。对12h和16h两个处理组进行全基因组表达谱芯片检测,GO分析(GeneOntology)中发现,在这两个处理组中,与低氧反应有关的基因数目较多,其中低氧诱导因子Hif1α和VegfmRNA表达升高显著。本研究以小鼠生理性孕酮撤退月经样模型和小鼠／人蜕膜化子宫内膜基质细胞模拟激素撤退为基础,探讨了孕酮撤退、低氧、HIF1A(低氧诱导因子)与VEGF(血管内皮生长因子)在月经发生过程中的调控关系。主要结果如下：1.在小鼠月经样模型与体外培养模拟月经发生的小鼠／人蜕膜化子宫内膜基质细胞中,孕酮撤退造成Hif1αmRNA的上调,并且HIF1A在细胞核内的表达量升高,即HIF1A的功能被激活。孕酮撤退后,VegfmRNA表达与蛋白质表达量均升高。2.在小鼠月经样模型的崩解期(0-24h),HIF1A与VEGF蛋白质的定位具有相关性。进一步检测发现,HIF1A与Vegf的启动子区域直接结合的相对量在P4撤退后升高,峰值在12h出现,与VegfmRNA表达的峰值时间相同。说明在小鼠月经样模型崩解期,HIF1A直接调控VegfmRNA的表达。小鼠月经样模型的崩解期(0-24h),抑制HIF1A后,子宫内膜中VEGF蛋白质的表达量降低,同时,子宫内膜的崩解受到抑制。此结果证实了HIF1A对子宫内膜的崩解具有重要作用,并且P4撤退能够通过HIF1A上调Vegf基因的表达。3.在小鼠月经样模型的修复期(32-48h),HIF1A与VEGF蛋白质的定位相一致。进一步检测发现,HIF1A与Vegf的启动子区域直接结合的相对量在32h显著高于48h(P<0.05)。说明在小鼠月经样模型修复期,HIF1A直接调控VegfmRNA的表达。小鼠月经样模型的修复期(0-32h),抑制HIF1A后,子宫内膜中VEGF蛋白质的表达量降低,同时,子宫内膜的修复受到抑制。此结果证实了HIF1A对子宫内膜的崩解具有重要作用,并且P4撤退能够通过HIF1A上调Vegf基因的表达。4.在体外培养的小鼠/人蜕膜化子宫内膜基质细胞中,模拟激素撤退后导致Vegf表达量的上调,而在敲降Hifla后Vegf的表达受到抑制。此结果在细胞水平证实了,在P4撤退后,HIF1A对蜕膜化子宫内膜基质细胞中具有重要作用,并且P4撤退通过HIF1A上调Vegf基因的表达。5.首次在小鼠月经样模型崩解期,检测到子宫内膜中低氧的存在。低氧区域随着子宫内膜崩解的进程逐渐扩大。在小鼠月经样模型模拟低氧后,未能导致子宫内膜的崩解,证实低氧不是子宫内膜崩解的起始因素。6.在低氧区域,HIF1A在小鼠月经样模型崩解期大量表达于细胞核内。低氧、HIF1A与VEGF蛋白质的表达定位存在相关性。小鼠/人蜕膜化子宫内膜间质细胞体外培养,在模拟低氧和低氧培养条件下均能激活HIF1A并上调VegfmRNA与蛋白质的表达,而敲降Hiflα后Vegf的表达受到抑制。说明低氧能够通过激活HIF1A调控VEGF的表达。本论文中还涉及了小鼠月经样模型中NF-KB与COX-2的相关研究。研究发现,COX-2抑制剂能够显著抑制子宫内膜的崩解,并显著降低COX-2的酶活性和体内前列腺素PGF2a的含量。NF-κB(P50和P65)与COX-2在小鼠月经样模型中定位存在相关性。进一步利用NF-κB抑制剂干预小鼠月经样模型,得到COX-2抑制剂相似的表型,COX-2mRNA的表达量也显著降低,提示P4撤退后,NF-κB调控COX-2的表达。NF-κB和COX-2抑制剂均能抑制白细胞在子宫内膜崩解期的侵润,提示崩解过程中NF-κB通过调控COX-2增加PGF2a,而引发白细胞侵润以促进子宫内膜的崩解。
【作者】陈西华；
【导师】王介东；
【作者基本信息】北京协和医学院，细胞生物学，2013，博士
【关键词】月经；小鼠月经样模型；HIF1A-VEGF；低氧；

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