卵巢子宫内膜瘤和子宫腺肌症中的生殖道微生物失调:多位点16S rRNA谱分析及关键细菌种类对人子宫内膜基质细胞的功能影响

Reproductive tract microbiota dysbiosis in ovarian endometrioma and adenomyosis: multi-site 16S rRNA profiling and functional impact of key bacterial species on human endometrial stromal cells.

作者信息Junchi Li, Yulin Zhang, Junli Zhang, Chong Yue, Lan Guo, Guangji Yang, Zhimei Jiang, Dongyan Ren, Tao Yu
PMID41193989
发布时间2025-11
DOI10.1186/s12866-025-04412-7

实验完整度

包括多部位16S rRNA测序、体外共培养实验、CCK-8活力检测、RNA-seq及qRT-PCR和ELISA验证,具备功能验证和机制层面的证据。

主要模型

人子宫内膜基质细胞系T-HESC 卵巢巧克力囊肿(CC)患者样本 腺肌症(AM)患者样本 正常对照(NC)患者样本

重点核对

共培养使用的细菌菌株:Lactobacillus helveticus (NC)、Enterococcus faecalis (AM)、肠杆菌科(CC) 共培养时间:48小时 T-HESC细胞接种密度:5×10^3细胞/孔 细菌浓度:约1×10^8 CFU/mL 差异基因表达阈值:FDR<0.05,|log2FC|>1

摘要

目的:表征卵巢巧克力囊肿(CC)和子宫腺肌症(AM)患者与对照组(NC)相比的生殖道微生物群,并研究代表性差异细菌对人子宫内膜基质细胞(T-HESC)的体外影响。方法:使用16S rRNA测序分析了20例CC、20例AM和20例NC患者的宫颈管、后穹窿、腹水和子宫内膜的微生物群谱。生物信息学分析包括多样性评估和差异丰度检验,采用稳健共识方法结合LEfSe、ALDEx2和ANCOM-BC以减轻成分偏差。来自差异属的代表性细菌(Lactobacillus sp.(NC)、Enterococcus sp.(AM)和来自肠杆菌科的一个菌株(CC))与T-HESC共培养。评估细胞活力(CCK-8)和转录组变化(RNA-seq,GO/KEGG分析)。通过qRT-PCR和ELISA验证关键DEGs。结果:与NC相比,在CC和AM组的不同部位观察到微生物组成和多样性的显著改变。我们的稳健差异丰度分析确定了部位特异性生物标志物,包括NC子宫内膜中乳杆菌科的富集和后穹窿AM组中肠球菌属的富集。RNA-seq揭示了不同的转录组重编程:CC共培养改变了如ADH1B、MYOM1、PTGFR、ACLY等基因,富集了如错配修复等通路;AM共培养影响了CEBPB、SERPINE1、S100A1、CKS1B,富集了MAPK信号通路和癌症通路。验证在mRNA和蛋白质水平上证实了这些变化。结论:子宫内膜异位症(CC和AM)与生殖道微生物群的不同改变相关。与AM和CC相关的特定细菌在体外损害子宫内膜基质细胞活力并诱导独特的转录组变化,表明微生物失调通过影响子宫内膜细胞功能参与了子宫内膜异位症的病理生理。

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
卵巢子宫内膜瘤和子宫腺肌症患者生殖道不同部位的微生物组成是否发生改变,以及这些差异细菌对子宫内膜基质细胞功能有何直接影响?
核心机制
与AM相关的粪肠球菌和与CC相关的肠杆菌科通过可溶性因子(共培养)影响子宫内膜基质细胞活力并诱导独特的转录组变化,涉及MAPK信号通路、癌症通路、错配修复等,提示微生物失调通过改变细胞功能参与疾病病理。
主要证据
16S rRNA测序发现CC和AM组与NC相比微生物组成和多样性改变;共培养实验显示E. faecalis和Enterobacteriaceae降低T-HESC活力;RNA-seq显示特定基因变化(如ADH1B、MYOM1、PTGFR上调,ACLY下调;CEBPB、SERPINE1上调,S100A1、CKS1B下调),并经qRT-PCR和ELISA验证。
研究意义
研究提供了微生物失调可能通过影响子宫内膜细胞功能参与子宫内膜异位症和腺肌症病理生理的机制框架,并为未来探索靶向微生物组的治疗潜力提供了方向。

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

招募参与者并采集样本

获取不同疾病状态下的生殖道样本以进行微生物分析。

纳入20例CC、20例AM和20例正常对照,采集宫颈管、后穹窿、腹水和子宫内膜样本。

2

16S rRNA基因测序分析微生物组成

比较不同组别和部位间的微生物多样性和组成差异。

提取DNA,PCR扩增V3-V4区,Illumina NovaSeq 6000测序,生物信息学分析包括ASV生成、多样性计算和差异丰度分析。

3

体外共培养实验

评估代表性差异细菌对子宫内膜基质细胞活力及转录组的影响。

T-HESC细胞与L. helveticus (NC)、E. faecalis (AM)和肠杆菌科菌株 (CC)共培养48小时,通过Transwell系统(0.4 μm孔径)进行。

4

细胞活力检测

检测不同细菌共培养后T-HESC的活力变化。

使用CCK-8试剂盒检测细胞活力,测量450 nm吸光度。

5

转录组测序与分析

分析共培养后T-HESC的基因表达变化及富集通路。

RNA提取(TRIzol),RNA-seq测序,比对到GRCh38/hg38,DEG分析,GO和KEGG富集。

6

qRT-PCR和ELISA验证

验证RNA-seq鉴定的关键差异基因在mRNA和蛋白质水平的表达变化。

提取RNA进行qRT-PCR,ELISA检测细胞培养上清中关键蛋白浓度。

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----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
L-谷氨酰胺----
嘌呤霉素----
T-HESC细胞系ATCC--
瑞士乳杆菌CGMCC/CMCC--
粪肠球菌CGMCC/CMCC--
肠杆菌科菌株CGMCC/CMCC--
Transwell小室(0.4 μm)Corning Inc.--
CCK-8试剂盒DojindoNU679
TRIzol试剂Invitrogen--
Trizol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
cDNA合成试剂盒CWbioCW2569
UltraSYBR混合物CWbioCW2601
PikoReal 96实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher Scientific--
Agilent 2100生物分析仪Agilent--
诺禾致源Novogene--
Illumina测序平台Illumina--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
标准化商业DNA提取试剂盒----
ZymoBIOMICS微生物群落标准品Zymo Research--
ADH1B ELISA试剂盒MyBioSourceMBS4503934
MYOM1 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificPIPA5100626
MYOM1 ELISA试剂盒Proteintech22084-1-AP
PTGFR ELISA试剂盒ABclonalRK07240
PTGFR ELISA试剂盒MyBioSourceMBS9714736
ACLY ELISA试剂盒RayBiotechELH-ACLY
ACLY ELISA试剂盒BiomatikEKF60626
ACLY ELISA试剂盒BPS Bioscience79904
ACLY ELISA试剂盒ABclonalRK12483
CEBPB ELISA试剂盒Antibodies-onlineABIN989871
SERPINE1 ELISA试剂盒ProteintechKE00109
SERPINE1 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS175945
SERPINE1 ELISA试剂盒R&D SystemsDSE100
SERPINE1 ELISA试剂盒ABclonalRK00133
SERPINE1 ELISA试剂盒Sino BiologicalKIT10296
S100A1 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificEH402RB
S100A1 ELISA试剂盒RayBiotechELH-S100A1
S100A1 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS4503934
CKS1B ELISA试剂盒MyBioSourceMBS7207214
CKS1B ELISA试剂盒BiomatikEKA50789
GraphPad Prism 9.5GraphPad Software--

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
样本采集
样本类型包括宫颈管、后穹窿、腹水和子宫内膜;需核对采集方法(拭子、灌洗)和储存条件
阅读提示:样本采集部分
16S rRNA测序
测序平台、引物区域(V3-V4)、质量控制参数、差异丰度分析方法及阈值
阅读提示:方法中的“Microbial DNA extraction and 16S rRNA gene sequencing”和“Bioinformatic analysis”
共培养实验
细菌菌株、细胞系、共培养时间(48h)、细胞密度(5×10^3/孔)、细菌浓度(1×10^8 CFU/mL)
阅读提示:方法中的“Bacterial culture and preparation”和“Cell-bacteria co-culture”
细胞活力检测
CCK-8试剂盒及其货号,检测波长(450nm)
阅读提示:方法中的“Cell viability assessment”
转录组分析
RNA-seq平台、比对软件、差异表达阈值(FDR<0.05, |log2FC|>1)、富集分析方法
阅读提示:方法中的“Transcriptome sequencing and analysis”
qRT-PCR验证
引物序列(补充表S1)、内参基因(GAPDH)、计算方法(2^-ΔΔCt)
阅读提示:方法中的“Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) validation”
ELISA验证
ELISA试剂盒品牌及货号、检测蛋白(ADH1B, MYOM1, PTGFR, ACLY, CEBPB, SERPINE1, S100A1, CKS1B)
阅读提示:方法中的“Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)”