绵羊妊娠中的新型矿物质调控通路:I. 磷酸盐、klotho信号和钠依赖性磷酸盐转运体

Novel mineral regulatory pathways in ovine pregnancy: I. phosphate, klotho signaling, and sodium-dependent phosphate transporters

作者信息Claire Stenhouse, Katherine M Halloran, Makenzie G Newton, Dana Gaddy, Larry J Suva, Fuller W Bazer
PMID33624764
发布时间2021-05-07
DOI10.1093/biolre/ioab028

实验完整度

研究包含定量检测(磷酸盐含量、qPCR)和蛋白定位(免疫组化),但缺乏功能验证或机制干预实验。

主要模型

Suffolk绵羊妊娠模型 绵羊子宫内膜 绵羊胎盘(绒毛膜尿囊) 第17天绵羊胎儿组织

重点核对

妊娠天数:第9、12、17、30、70、90、110、125天 样本量:每天3-14只母羊 组织来源:子宫内膜、胎盘、胎儿组织 定量方法:比色法检测磷酸盐、qPCR检测mRNA表达 蛋白定位:免疫组化(FGF23和KL)

摘要

胎儿的骨骼适当矿化需要胎儿体内磷酸盐相对于母体过量。然而,胎盘磷酸盐转运的机制尚不清楚。本研究旨在鉴定绵羊子宫内膜和胎盘中整个妊娠期的磷酸盐调控通路。Suffolk母羊在视觉检测到发情(第0天)后与可育公羊交配。在妊娠第9、12、17、30、70、90、110和125天(每天n=3-14),对母羊实施安乐死并切除子宫。在子宫冲洗液、羊膜液、尿囊液以及子宫内膜和胎盘匀浆中,磷酸盐含量随妊娠天数而变化(P < 0.05)。通过qPCR定量了钠依赖性磷酸盐转运体(SLC20A1和SLC20A2)和klotho信号介导因子(FGF7、FGF21、FGF23、FGFR1-4、KL、KLB、ADAM10和ADAM17)的mRNA表达。第17天胎儿组织表达SLC20A1、SLC20A2、KLB、FGF7、FGF21、FGF23、FGFR1和FGFR2 mRNA。钠依赖性磷酸盐转运体和klotho信号介导因子在整个妊娠期的子宫内膜和胎盘中均有表达。妊娠天数影响子宫内膜和胎盘中SLC20A1、ADAM10、ADAM17、FGF21、FGFR1和FGFR3 mRNA的表达(P < 0.05)。妊娠天数影响子宫内膜中FGF7的表达(P < 0.001)和胎盘中FGF23的表达(P < 0.05)。免疫组织化学证实FGF23和KL蛋白在整个妊娠期的子宫内膜和胎盘中均有表达。观察到的KL-FGF信号的时空分布提示其在妊娠建立和胎儿生长调节中的潜在作用。本研究为进一步机制研究提供了平台,以探讨KL-FGF信号在绵羊母体-胎儿界面磷酸盐转运调控中的作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
绵羊妊娠期间子宫内膜和胎盘中存在哪些磷酸盐调控通路,以及它们的表达是否随妊娠天数变化?
核心机制
钠依赖性磷酸盐转运体(SLC20A1、SLC20A2)和KL-FGF信号通路(包括FGF23、KL、FGFR等)可能在绵羊母体-胎儿界面的磷酸盐转运中发挥作用。
主要证据
通过比色法、qPCR和免疫组化,检测到磷酸盐含量和这些通路组分在子宫内膜和胎盘中的表达,且随妊娠天数变化。
研究意义
为深入研究KL-FGF信号在绵羊母体-胎儿界面磷酸盐转运调控中的作用提供了基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型与样本采集

建立妊娠模型并收集不同妊娠天数的子宫内膜、胎盘和胎儿样本

Suffolk母羊同步发情后交配,在指定妊娠天数实施安乐死,采集子宫冲洗液、羊膜液、尿囊液、子宫内膜、胎盘和胎儿组织。

2

磷酸盐含量定量

检测不同妊娠天数下各样本中磷酸盐的浓度和总量

使用比色法测定子宫冲洗液、胎儿体液、血浆、子宫内膜和胎盘匀浆中的磷酸盐浓度。

3

候选基因mRNA表达分析

检测钠依赖性磷酸盐转运体和klotho信号通路相关基因在子宫内膜、胎盘和胎儿组织中的表达水平

提取RNA,逆转录为cDNA,使用qPCR定量SLC20A1、SLC20A2、FGF7、FGF21、FGF23、FGFR1-4、KL、KLB、ADAM10和ADAM17的mRNA表达。

4

FGF23和KL蛋白定位

确定FGF23和KL蛋白在子宫内膜、胎盘和胎儿组织中的细胞定位

使用免疫组织化学染色检测FGF23和KL蛋白的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

磷酸盐含量检测
蛋白定位

产品清单

实验环节名称品牌货号
CIDR(孕酮阴道栓)Zoetis--
前列腺素F2α注射液Zoetis--
钒酸钠Fisher Scientific--
甘油Fisher Scientific--
十二烷基硫酸钠BioRad--
无EDTA蛋白酶抑制剂Roche--
蛋白检测染料试剂BioRad500-0006
磷酸盐比色检测试剂盒Abcamab65622
SuperScript III反转录酶Invitrogen--
Power SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems--
KL一抗Biossbs-2925R
FGF23一抗Biossbs-5768R
兔免疫球蛋白G(rIgG)Vector Laboratories--
Vectastain Elite ABC试剂盒Vector Laboratories--
Permount封片剂Fisher Scientific--
SynergyH1(酶标仪)BioTek--
2100生物分析仪Agilent Technologies--
ABI prism 7900HT系统Applied Biosystems--
热循环仪Eppendorf--
尼康Eclipse显微镜Nikon Instruments Inc--
NIS-Elements AR 4.30.02 64位软件Nikon Instruments Inc--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
母羊品种:Suffolk;同步发情处理:CIDR放置12天,注射Lutalyse;交配时间:发情后与公羊交配36小时;妊娠天数:9、12、17、30、70、90、110、125;样本量:每天3-14只
阅读提示:Materials and methods: Experimental animals and sample collection
样本采集
子宫冲洗液:用PBS冲洗;组织采集:子宫内膜、胎盘、胎儿组织;固定与保存:液氮或4%多聚甲醛;体液采集:羊膜液、尿囊液、胎儿血浆
阅读提示:Materials and methods: Experimental animals and sample collection
磷酸盐含量检测
组织匀浆方法:缓冲液成分;蛋白浓度测定:BioRad试剂盒;磷酸盐检测:Abcam试剂盒;检测波长:650 nm;标准曲线范围:0-5 nmol/孔
阅读提示:Materials and methods: Quantification of phosphate
qPCR
RNA提取:20-50 μg样本;RNA质量:RIN>7;cDNA合成:0.5 μg RNA;引物:见补充表1;qPCR条件:退火温度60°C;参考基因:子宫内膜(TBP和YWHAZ)、胎盘(SDHA和YWHAZ)、胎儿(YWHAZ和TOP2B);ΔΔCq方法
阅读提示:Materials and methods: Analysis of candidate gene expression by qPCR
免疫组化
一抗浓度:KL(胎盘0.01 mg/ml,子宫内膜和胎儿0.005 mg/ml);FGF23(胎盘0.0057 mg/ml,子宫内膜和胎儿0.003 mg/ml);阴性对照:rIgG;抗原修复:柠檬酸钠缓冲液;过氧化物酶阻断:0.3% H2O2
阅读提示:Materials and methods: Immunohistochemistry