膜孕激素受体介导孕激素刺激牛子宫上皮糖原分解

Membrane progesterone receptors mediate progesterone-stimulated glycogenolysis in the bovine uterine epithelium

作者信息Malia D Berg, Matthew Dean
PMID39226129
发布时间2024-10-18
DOI10.1530/REP-24-0174

实验完整度

包括体外细胞模型(BUTE、Ishikawa)、体内免疫组化验证、多种药理学干预(激动剂/抑制剂)、Western blot、糖原测定等,多个独立证据层级且包含功能验证和机制验证。

主要模型

永生化牛子宫上皮(BUTE)细胞 人子宫内膜腺癌细胞系 Ishikawa 细胞 牛子宫内膜组织(体内免疫组化)

重点核对

BUTE 细胞经 IGF1 预刺激后,分别用 0、0.1、1、10 μM 孕激素处理 48 小时 BUTE 细胞用 10 μM RU486、Org OD 02-0、D942、GPI 等处理 48 小时 Ishikawa 细胞用 0、0.1、1、10 μM 孕激素或 Org OD 02-0 处理 48 小时 免疫组化检测牛子宫内膜中 mPRα、mPRδ、mPRε 和 pAMPK 的表达

摘要

在牲畜中,早期妊娠期间子宫内膜和胚胎所需的葡萄糖量增加。然而,子宫内膜中葡萄糖浓度的调节机制仍不清楚。牛子宫上皮可以将葡萄糖储存为糖原,且黄体期糖原含量下降。我们的目标是阐明孕激素在永生化牛子宫上皮(BUTE)细胞糖原分解中的作用。处理48小时后,孕激素降低了BUTE细胞中糖原的丰度(P < 0.001),但未改变糖原磷酸化酶的水平。核孕激素受体(nPR;属于PAQR家族)拮抗剂RU486未能阻断孕激素的作用,提示孕激素通过膜孕激素受体(mPRs)发挥作用。RT-PCR证实BUTE细胞表达所有五种mPRs,免疫组织化学显示牛子宫上皮在体内表达mPRs。mPRα激动剂(Org OD 02-0)降低了BUTE细胞中的糖原丰度(P < 0.001)。孕激素和Org OD 02-0均不影响cAMP浓度。孕激素增加磷酸化AMP活化蛋白激酶(pAMPK)水平(P < 0.001),表明孕激素增加细胞内AMP浓度。然而,AMPK不介导孕激素的作用。AMP变构激活糖原磷酸化酶,D942(增加细胞内AMP浓度)降低BUTE细胞中的糖原丰度。糖原磷酸化酶抑制剂部分阻断了孕激素的作用(P < 0.05)。孕激素和Org OD 02-0在Ishikawa细胞中具有相似的作用(P < 0.01),这是一种缺乏nPRs的人细胞系。总之,孕激素通过mPR/AMP信号刺激子宫上皮的糖原分解。糖原释放的葡萄糖可能支持胚胎发育或被子宫上皮代谢。

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
孕激素是否通过膜孕激素受体刺激牛子宫上皮细胞糖原分解,以及其下游信号通路是什么?
核心机制
孕激素通过膜孕激素受体(mPR)信号,增加细胞内AMP浓度,AMP直接变构激活糖原磷酸化酶,从而刺激糖原分解,不依赖核孕激素受体和cAMP/AMPK通路。
主要证据
BUTE细胞中孕激素和mPRα激动剂Org OD 02-0显著降低糖原丰度;RU486不阻断该效应;AMPK抑制剂和激活剂均不影响糖原分解;D942(增加AMP)降低糖原;糖原磷酸化酶抑制剂部分阻断孕激素效应;Ishikawa细胞中类似结果。
研究意义
该研究首次阐明了mPR在子宫中的功能性作用,提示孕激素刺激的糖原分解可能为胚胎发育提供葡萄糖或供子宫上皮代谢,有助于理解早期妊娠期间子宫葡萄糖调节机制。

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

细胞培养与激素处理

建立体外模型并确定孕激素对BUTE细胞糖原含量的影响

BUTE细胞和Ishikawa细胞培养至80%融合,血清和类固醇饥饿后,用IGF1刺激24小时,然后加入不同浓度的孕激素、RU486、Org OD 02-0、forskolin、D942、A-769662、dorsomorphin、GPI等处理48小时。

2

糖原含量测定

定量检测处理后细胞内糖原丰度变化

收集细胞,用30% KOH灭活糖原代谢酶,乙醇沉淀糖原,盐酸水解为葡萄糖,用Wako试剂显色,在505 nm处读取吸光度,根据标准曲线计算糖原含量并归一化至细胞数。

3

蛋白质表达检测

检测糖原磷酸化酶、pAMPK等蛋白水平变化

细胞裂解后,用BCA法测定蛋白浓度,进行SDS-PAGE电泳,转移至PVDF膜,抗体孵育,化学发光成像。

4

mPRs表达分析

确认BUTE细胞和Ishikawa细胞表达mPRs以及体内表达

RT-PCR检测mPRs基因表达;免疫组化检测牛子宫内膜组织中mPRα、mPRδ、mPRε和pAMPK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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-MEM培养基----
DMEM/F12培养基----
胎牛血清Sigma-Aldrich12103C-500ML
L-谷氨酰胺Caisson LabsGLL01-100ML
胰岛素-转铁蛋白-硒Corning25-800-CR
表皮生长因子Shenandoah Biotechnology20053100UG
雌二醇-17βSigmaE2758-1G
胰岛素样生长因子1Shenandoah Biotechnology2000550UG
孕酮Sigma AldrichP8783-5G
Org OD02-0Axon Med Chem2085
RU486Cayman Chemical Company10006317
毛喉素Cayman Chemical Company11018
D942Cayman Chemical Company14741
A-769662Cayman Chemical Company11900
糖原磷酸化酶抑制剂Cayman Chemical Company17578
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂Sigma-AldrichP0044-1ML
磷酸酶抑制剂Thermo ScientificA32953
Pierce™ BCA蛋白测定试剂盒Thermo Scientific23227
PVDF膜----
抗兔二抗Cell Signaling7074S
SuperSignal West Pico PLUS化学发光底物Thermo Scientific34577
FluorChem M成像系统Protein Simple--
柠檬酸钠----
过氧化氢Fisher ScientificH325-500
抗山羊二抗Vector LaboratoriesBA-5000
ABC复合物Vector LaboratoriesPK-4000
DAB显色液Vector LaboratoriesSK-4100
Permount封片剂Fisher ScientificSP15100
蔡司Axioskop正置显微镜Zeiss--
Axiocam 305彩色相机Zeiss--
Wako试剂FUJIFILM Medical Systems USA99703001
µQuant酶标仪Biotek Instruments--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15-596-018
iScript™逆转录SuperMixBio-Rad1708841
Promega GoTaq™ DNA聚合酶Thermo Fisher ScientificPRM3005
T100热循环仪Bio-Rad--
cAMP ELISA试剂盒Cayman Chemical Company581001
µQuant酶标仪Biotek Instruments--

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
细胞培养
BUTE细胞培养基成分(αMEM含5.55 mM葡萄糖、10% FBS、2 mM谷氨酰胺、ITS、EGF、雌二醇);Ishikawa细胞培养基(DMEM/F12含14.5 mM葡萄糖、10%炭处理FBS);培养条件37°C、5% CO2
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
激素处理
孕激素浓度(0.1、1、10 μM)和处理时间(48小时);RU486浓度(10 μM);Org OD 02-0浓度(0.1、1、10 μM);D942浓度(10 μM);GPI浓度(10 μM);DMSO作为对照
阅读提示:Materials and methods: Cell culture experiments; Hormone, activators, and inhibitors
糖原测定
细胞收集方式(胰酶消化)、KOH浓度(30%)、乙醇沉淀步骤、HCl水解时间(95°C 3小时)、NaOH中和、Wako试剂显色、505 nm读板、标准曲线范围(0-200 μg/mL)
阅读提示:Materials and methods: Glycogen assay
Western blot
蛋白上样量(25-35 μg)、SDS-PAGE胶浓度(10%)、电泳电压(120 V)、一抗孵育条件(4°C过夜)、二抗使用(anti-rabbit 7074S)、曝光底物(SuperSignal West Pico PLUS)
阅读提示:Materials and methods: Western blot
免疫组化
组织来源(牛子宫,n=4)、切片厚度(5 μm)、抗原修复条件(0.01 M柠檬酸钠pH 6.0微波)、封闭液(3% BSA、10%山羊血清)、一抗孵育(4°C过夜)、DAB显色
阅读提示:Materials and methods: Immunohistochemistry