胚胎植入前暴露于病毒dsRNA损害蜕膜化,导致胎盘发育改变和胎儿生长受限

Preimplantation exposure to viral dsRNA impairs decidualization leading to altered placental development and fetal growth restriction

作者信息Jacy N Scott, Thomas M Rawlings, Laiba Jamshed, Maria Tryfonos, Zhonghua Tang, Rolando Garcia-Milian, Eric Y Huang, Paul J Brighton, Jan J Brosens, Emma S Lucas, Mancy Tong
PMID42478761
发布时间2026-07-01
DOI10.1530/RAF-26-0018

实验完整度

包含2D细胞培养、3D组装体、小鼠蜕膜化模型和妊娠模型等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人子宫内膜基质细胞系(ATCC: CRL-4003) 人子宫内膜组装体(患者来源) 小鼠蜕膜化模型(C57BL/6J) 小鼠妊娠模型(C57BL/6)

重点核对

Poly(I:C)预处理浓度为1 μg/mL,预处理时间为48小时 蜕膜化激素 cocktail: 10 nM 17β-estradiol, 1 μM MPA, 0.5 mM 8-bromo-cAMP 小鼠模型中Poly(I:C)剂量为400 μg (20 mg/kg) 腹腔注射 小鼠妊娠模型在GD0.5注射Poly(I:C) 蜕膜化诱导在GD3.5进行,使用25 μL芝麻油宫内注射

摘要

病毒感染与早期妊娠丢失和以后的妊娠并发症有关,包括先兆子痫和胎儿生长受限。虽然病毒成分,包括病毒双链RNA(dsRNA),已被证明会影响胎盘滋养层功能,但这些成分如何影响母体子宫内膜功能则了解较少。子宫内膜基质细胞构成了人类子宫内膜的大部分,它们每月经历一种称为蜕膜化的激素驱动的特化分化过程,为妊娠做准备。我们之前已经表明,这些基质细胞对细菌LPS和病毒dsRNA表现出强烈的炎症反应。本研究的目标是确定先前暴露于病毒dsRNA对子宫内膜蜕膜化的影响,以及这是否会影响随后的胎盘形成和妊娠结局。使用2D子宫内膜基质细胞培养、3D人类子宫内膜组装体和蜕膜化及妊娠的小鼠模型的组合,我们证明在激素刺激前48小时暴露于病毒dsRNA(Poly(I:C))在体外和体内均损害了蜕膜化。同样,在定时交配的母鼠中,在GD0.5胚胎植入前暴露于Poly(I:C)抑制了蜕膜化,降低了着床成功率,并诱导了胎儿生长受限。这与胎盘形成改变有关,特别是迷路区Syn-TII细胞的形成,以及胎盘中葡萄糖和氨基酸转运蛋白表达的失调。这项工作强调了孕前子宫内膜健康对成功妊娠的重要性,并确定了一种新的机制,通过该机制,先前的病毒感染可导致着床失败和以后的妊娠并发症。

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
胚胎植入前暴露于病毒dsRNA对子宫内膜蜕膜化的影响,以及这是否会影响随后的胎盘形成和妊娠结局。
核心机制
病毒dsRNA暴露通过诱导炎症反应损害蜕膜化,导致胎盘发育异常,特别是Syn-TII细胞形成和营养转运体表达下调,从而引起胎儿生长受限。
主要证据
2D和3D人类子宫内膜细胞培养及小鼠模型显示,Poly(I:C)暴露抑制蜕膜化,减少着床,导致胎儿生长受限,并伴有胎盘迷路区Syn-TII细胞标志物和葡萄糖/氨基酸转运体表达降低。
研究意义
强调了孕前子宫内膜健康对成功妊娠的重要性,并确定了一个新的机制,通过该机制早期母体病毒感染可能导致妊娠并发症,为早期筛查和预防提供了机会。

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

验证2D子宫内膜基质细胞中Poly(I:C)对蜕膜化的影响

确定病毒dsRNA暴露是否影响人子宫内膜基质细胞的蜕膜化。

用1 μg/mL Poly(I:C)预处理人子宫内膜基质细胞系48小时,然后用蜕膜化cocktail处理96小时,检测炎症因子分泌和蜕膜化标志物IGFBP-1和催乳素的分泌。

2

验证3D子宫内膜组装体中Poly(I:C)对蜕膜化的影响

在更接近生理的3D模型中验证Poly(I:C)对蜕膜化的影响。

患者来源的子宫内膜组装体在蜕膜化前用1 μg/mL Poly(I:C)预处理48小时,然后进行4天蜕膜化,检测IL-8和ST2分泌,并进行RNA测序分析。

3

小鼠蜕膜化模型中Poly(I:C)的体内验证

在体内模型中验证Poly(I:C)对蜕膜化的抑制作用。

卵巢切除小鼠给予外源性雌激素和孕激素,在蜕膜化诱导前3小时腹腔注射400 μg Poly(I:C),通过子宫角内注射芝麻油诱导蜕膜化,48小时后分析蜕膜化标志物表达和子宫湿重。

4

胚胎植入前Poly(I:C)暴露对小鼠妊娠结局的影响

确定胚胎植入前病毒dsRNA暴露是否影响自然蜕膜化和妊娠结局。

定时交配的C57BL/6母鼠在GD0.5腹腔注射400 μg Poly(I:C),在GD5.5分析蜕膜化标志物表达,在GD15.5分析产仔数、吸收胎数、胎儿体重和胎盘基因表达。

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
DMEM/F12培养基Sigma-AldrichD2906
胎牛血清R&D SystemsS11550
活性炭剥离胎牛血清Thermo FisherA33821-01
聚肌胞苷酸InvivoGenvac-pic
17β-雌二醇Cayman Chemicals10006315
醋酸甲羟孕酮Cayman Chemicals23664
8-溴环磷酸腺苷Enzo Life SciencesBML-CN115-0050
I型胶原酶Merck Life ScienceC9891
脱氧核糖核酸酶ILorne Laboratories LTDLS002060
Cultrex RGF基底膜提取物,2型Biotechne--
PureCol EZ凝胶Sigma-Aldrich--
Bio-Plex Pro人细胞因子27重检测Bio-Rad LaboratoriesM500KCAF0Y
Duoset ELISA试剂盒R&D SystemsDY871,
RNeasy微量试剂盒Qiagen--
NanoDrop ND-1000----
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
TruSeq RNA文库制备V2试剂盒Illumina--
NextSeq 500Illumina--
TRIzol试剂Thermo Fisher--
NanoDrop One分光光度计Thermo Fisher--
SuperScript II试剂盒Invitrogen--
Luna通用qPCR预混液NEB--
雌二醇Sigma-AldrichE2758
孕酮Sigma-AldrichP8783
芝麻油----
Hotstart TaqNew England BiolabsM0495S
SYBR安全DNA凝胶染料Thermo Fisher--

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
2D细胞培养
Poly(I:C)浓度、预处理时间、蜕膜化cocktail浓度和处理时间
阅读提示:图1和图2的图注以及方法部分2D culture of endometrial stromal cells
3D组装体培养
Poly(I:C)浓度、预处理时间、蜕膜化培养基成分和处理时间
阅读提示:方法部分3D culture of endometrial assembloids以及图2图注
小鼠蜕膜化模型
Poly(I:C)剂量、给药方式、给药时间、蜕膜化诱导方法和分析时间
阅读提示:方法部分Mouse decidualization model以及图3图注
小鼠妊娠模型
Poly(I:C)剂量、给药时间、分析时间点、胎儿和胎盘分离方法
阅读提示:方法部分Timed matings以及图4和图5图注
RT-qPCR
引物序列、内参基因、cDNA合成方法和qPCR条件
阅读提示:方法部分Quantitative RT-PCR以及表1