糖皮质激素和促炎性细胞因子对人绒毛膜滋养细胞11β-羟基类固醇脱氢酶1型的调节及其机制研究

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分娩是一个复杂的生理活动,受多种因素调控。目前认为是机械因素、内分泌因素和免疫因素等综合作用的结果,其中内分泌因素是分娩发动的关键因素。前列腺素(Prostaglandins,PG)是参与分娩发动的最终通路之一,它可以诱导子宫收缩、胎膜早破及宫颈成熟等。体内前列腺素的合成涉及许多步骤,其中胞浆型磷脂酶A2(Cytolicphospholipase2,cPLA2)和前列腺素H合成酶2型(prostaglandinsHsynthase-2,PGHS-2)是关键酶。胎膜表达大量的cPLA2和PGHS一2,是妊娠期前列腺素的主要来源。研究表明胎膜cPLA2的活性随孕期增加,妊娠晚期增加了6倍;羊膜中PGHS一2的表达也在妊娠晚期和分娩时增加,说明前列腺素在分娩启动中的重要意义。糖皮质激素(Glicocroticoid,GC)是肾上腺皮质合成和分泌的一种甾体类激素,人体内糖皮质激素以皮质醇(cortisol,F)为主。妊娠期间,糖皮质激素(glucocorticoids,GC)不仅可以促进胎儿器官成熟,而且还参与分娩启动过程。它可以促进胎盘促肾上腺皮质激素释放激素(corticotrophin-releasinghormone,CRH)和胎儿肾上腺脱氢表雄酮硫酸酯(dehydroepiandrosteronesulfate,DHEAS)的合成和分泌,其中CRH被誉为控制分娩启动的胎盘生物钟。一般认为糖皮质激素具有抗炎作用,它可以抑制前列腺素合成酶H(prostaglandinsHsynthase-2,PGHS-2)的表达,使前列腺素的合成减少。但近年来研究表明,糖皮质激素对胎膜细胞PGHS-2的表达具有上调作用,而下调前列腺素代谢酶(15-prostaglandindehydrogenase,PGDH)的表达,从而促使胎膜局部前列腺素合成增加。糖皮质激素对胎膜前列腺素合成的这种促进作用可能在人类分娩启动中具有重要作用。糖皮质激素在体内主要通过与糖皮质激素受体(GlucocorticoidReceptor,GR)结合发挥其作用,而它与受体结合的量除与体内糖皮质激素浓度、皮质激素结合蛋白(corticosrerone-bindingglobulin,CBG)有关外,还受到更为重要的细胞内受体前代谢酶¨B一羟基类固醇脱氢酶(11beta-hydroxysteroiddehydrogenase,¨β-HSD)的调节。人体内有两种不同的¨B.HSD,即I型和II型。¨β-HSDl具有还原和氧化双重作用,但在细胞完整情况下,主要表现为还原酶,能将体内无活性的糖皮质激素代谢物17一羟一¨一脱氢皮质酮(cortisone,E)转化为有活性的皮质醇,提高局部组织糖皮质激素的浓度,从而放大糖皮质激素的作用。妊娠期子宫组织内该酶主要分布于胎膜中,尤其以绒毛膜表达量为最高;¨β-HSD2则是专一的氧化酶,将有活性的皮质醇转化为无活性的17一羟一¨一脱氢皮质酮,从而降低局部糖皮质激素的浓度,减弱糖皮质激素的作用。妊娠期子宫组织内该酶主要分布于胎盘,形成阻挡母体高浓度糖皮质激素进入胎儿循环的第一道防线。有研究表明,妊娠期胎膜¨β-HSDl的表达随孕期增加,足月时达到高峰,进入产程时¨B—HSDl也有所增加,提示胎膜中¨β-HSDl的表达量与分娩启动有关。 研究表明,羊膜中11β-HSDl的产物皮质醇可以促进11β-HSDlmRNA和蛋白的表达,从而在羊膜局部形成一个糖皮质激素生成的正反馈环路,而促炎性细胞因子IL-1β和TNF.Q可以加强这一正反馈环路。然而在¨B.HSDl表达最丰富的绒毛膜中是否存在同样的调节机制目前尚不清楚。另外,对克隆的¨B.HSDl基因序列分析发现,其基因启动子区存在类似于糖皮质激素反应元件(Glucocorticoidresponseelement,GRE)和与炎症转录因子结合的序列,由此我们推想糖皮质激素和促炎性细胞因子对11β-HSDl的调节作用可能是通过其基因启动子区实现的,但具体作用机制如何目前也尚未阐明。 针对以上问题,本研究以正常足月择期剖宫产的绒毛膜滋养细胞为研究对象,在转录水平上探讨糖皮质激素和促炎性细胞因子对其11β-HSDl表达的影响,并利用羊膜上皮细胞来源的WISH细胞株研究了糖皮质激素和促炎性细胞因子对¨B.HSDl基因启动子活性的调节作用。 主要方法: 1、采用realtimePCR的方法,观察糖皮质激素和促炎性细胞因子作用后绒毛膜滋养细胞11β-HSDlmRNA的变化情况; 2、采用realtimePCR的方法,观察糖皮质激素和促炎性细胞因子对WISH细胞¨β-HSDlmRNA的调节作用; 3、利用克隆的¨B.HSDl基因启动子区,将¨78bp长的11β-HSDl基因启动子构建于含荧光素酶报告基因的质粒中,转染WISH细胞株,研究糖皮质激素和促炎性细胞因子调节nB.HSDl基因启动子活性的机制。 主要结果: 一、皮质醇和促炎性细胞因子IL.1β对绒毛膜滋养细胞¨B.HSDlmRNA表达的影响: RealtimePCR结果显示:皮质醇(0.1和llam)上调绒毛膜滋养细胞¨β-HSDlmRNA的表达,这种作用能被糖皮质激素拮抗剂RU486(1[tM)阻断;促炎性细胞因子IL.1B(1[tg/m1)和细菌内毒素脂多糖LPS(10ng/m1)对11β-HSDlmRNA的表达都具有促进作用;当皮质醇和LPS或IL.1B合用时,11B-HSDlmRNA的表达进一步增加。 二、皮质醇和IL.1β对WISH细胞株11β-HSDlmRNA表达的影响: RealtimePCR结果显示:皮质醇(1uM)和IL.1p(1gg/m1)都可以促进WISH细胞¨B.HSDlmRNA的表达,当两者合用时,¨β-HSDlmRNA的表达进一步升高。 三、糖皮质激素和IL.1β对11β-HSDl基因启动子活性的调节作用: 将11β-HSDl基因启动子区翻译起始点上游¨78bp长的序列插入含有萤火虫荧光素酶报告基因的PGL3质粒中,转染WISH细胞。用皮质醇和IL-1B处理24小时后,测定报告基因荧光素酶活性,结果显示: 1、无外界因素作用时,该启动子构建的报告基因有基础表达; 2、皮质醇(1gM)促进¨78bpllB.HSDl基因启动子的活性,可以使报告基因荧光素酶活性增加,而且此促进作用可以被RU486(1gM)阻断; 3、IL.1B(1μg/mD同样可以促进该基因启动子的活性;而且当它和皮质醇合用时,启动子的活性进一步增加。 结论: l、皮质醇通过糖皮质激素受体诱导原代绒毛膜滋养细胞11β-HSDlmRNA的表达。促炎性细胞因子IL-1β和细菌内毒素LPS可以进一步加强这种促进作用。这与羊膜中的表现相同,从而说明胎膜(羊膜和绒毛膜)中11β-HSDlmRNA对糖皮质激素和促炎性细胞因子反应的一致性。 2、皮质醇和IL-1β对WISH细胞11β-HSDlmRNA的表达具有促进作用,当两者合用时这种促进作用得以进一步加强。这与原代胎膜细胞反应一致,说明WISH细胞可以作为体外研究糖皮质激素和促炎性细胞因子调节胎膜细胞11β-HSDl表达的工具。 3、皮质醇和IL.1B对WISH细胞¨B.HSDl表达的调节作用是通过其基因启动子区实现的;皮质醇对¨B.HSDl基因启动子活性的促进作用可能是通过翻译起始点上游¨78bp的序列实现的,而且与糖皮质激素受体有关。
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