合成植入前因子(sPIF)减少炎症并预防早产

Synthetic PreImplantation Factor (sPIF) reduces inflammation and prevents preterm birth.

作者信息Marialuigia Spinelli, Céline Boucard, Fiorella Di Nicuolo, Valerie Haesler, Roberta Castellani, Alfredo Pontecorvi, Giovanni Scambia, Chiara Granieri, Eytan R Barnea, Daniel Surbek, Martin Mueller, Nicoletta Di Simone
PMID32511256
期刊PLoS One
发布时间2020-06-08
DOI10.1371/journal.pone.0232493

实验完整度

中

包含整体动物(LPS诱导早产模型)、细胞(胎盘和微胶质细胞)和分子(RT-PCR、ELISA、免疫组化)层面的多重验证,但缺乏机制通路深入分析和功能验证。

主要模型

LPS诱导的早产小鼠模型 BV-2小胶质细胞系 BeWo胎盘细胞系 胎儿脑组织

重点核对

sPIF给药剂量:1μg/g小鼠/天,从妊娠第0天至第14天 LPS给药剂量:300μg/kg小鼠,腹腔注射 细胞处理条件:LPS 100ng/ml处理6小时(BeWo)或24小时(BV2),然后sPIF 100-300nM处理4小时 ELISA检测胎儿脑裂解物中IL-6和INF-γ浓度 免疫组化检测Iba1和Cux2阳性细胞数量

摘要

早产(PTB)是新生儿发病和死亡的主要原因,自发性早产是一个主要因素。先前的炎症/感染不仅导致自发性早产,还与新生儿疾病(包括大脑发育受损)相关。因此,控制妊娠期间过度的免疫反应是一个有吸引力的策略。一个潜在的候选是合成植入前因子(sPIF),因为sPIF可预防炎症诱导的胎儿丢失并具有神经保护特性。在这里,我们测试了母体sPIF预防在暴露于脂多糖(LPS)攻击(导致早产)的孕鼠中的作用。此外,我们评估了sPIF对胎盘和小胶质细胞系的影响。母体sPIF应用显著降低了LPS诱导的早产率。因此,sPIF减少了胎儿大脑中的小胶质细胞活化(Iba-1阳性细胞)并保留了神经元迁移(Cux-2阳性细胞)。在胎儿脑裂解物中,sPIF降低了IL-6和INFγ的浓度。在体外,sPIF降低了小胶质细胞中Iba1和TNFα的表达,并降低了胎盘细胞系中促凋亡(Bad和Bax)和炎症(IL-6和NLRP4)基因的表达。总之,母体sPIF预防部分通过控制过度的免疫反应来预防早产。鉴于sPIF在非妊娠受试者中获得了FDA快速通道批准,我们设想sPIF在妊娠期治疗中的应用。

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
母体sPIF预防能否降低LPS诱导的早产率并减轻相关的炎症反应和胎儿脑损伤?
核心机制
sPIF通过抑制LPS诱导的促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α、INF-γ)和促凋亡基因(如Bad、Bax)的表达,调节母体和胎儿的免疫反应,从而预防早产并保护胎儿大脑发育。
主要证据
在LPS诱导的早产小鼠模型中,母体sPIF预防显著降低了早产率,并减少了胎儿脑中的小胶质细胞活化(Iba1阳性细胞减少)和神经元损失(Cux2阳性细胞保留),同时降低了胎儿脑裂解物中的IL-6和INF-γ浓度;在BV-2和BeWo细胞中,sPIF降低了LPS诱导的炎症和凋亡基因表达。
研究意义
该研究首次证明sPIF可恢复早产相关疾病(如胎儿脑发育异常),鉴于sPIF已完成非妊娠受试者的Phase Ib临床试验,其可作为妊娠期炎症诱导早产的预防性治疗候选药物。

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

建立LPS诱导早产模型及sPIF预防处理

验证母体sPIF预防是否能降低LPS诱导的早产率

将孕鼠随机分为4组:对照组(PBS)、sPIF组、LPS组和LPS+sPIF组。从妊娠第0天至第14天,sPIF组和LPS+sPIF组通过微渗透泵持续给予sPIF(1μg/g/天),对照组和LPS组给予PBS。在妊娠第14天,LPS组和LPS+sPIF组腹腔注射LPS(300μg/kg)诱导早产,对照组和sPIF组注射PBS。在妊娠第16天处死小鼠,评估早产率。

2

检测胎儿脑组织中的炎症因子水平

评估母体sPIF预防对LPS诱导的胎儿脑炎症反应的影响

收集胎儿大脑,通过ELISA检测裂解物中IL-6和INF-γ的浓度。

3

体外验证sPIF对胎盘细胞系炎症和凋亡基因表达的影响

验证sPIF是否能在胎盘细胞中抑制LPS诱导的炎症和凋亡反应

使用BeWo人绒毛膜癌细胞系,用LPS(100ng/ml)刺激6小时,然后加入不同浓度的sPIF(100、200、300nM)处理4小时。通过RT-qPCR检测促炎基因(IL-6、NLRP4)和促凋亡基因(Bad、Bax)的表达。

4

体外验证sPIF对微胶质细胞炎症基因表达的影响

验证sPIF是否能在小胶质细胞中抑制LPS诱导的炎症反应

使用BV-2小鼠小胶质细胞系,用LPS(100ng/ml)刺激24小时,然后加入sPIF(200、300nM)处理4小时。通过RT-qPCR检测Iba1和TNF-α的表达。

5

免疫组化分析胎儿脑组织中的小胶质细胞活化和神经元迁移

评估母体sPIF预防对LPS诱导的胎儿脑小胶质细胞活化和神经元损伤的影响

对胎儿脑组织进行免疫组化染色,使用Iba1抗体标记小胶质细胞,Cux2抗体标记迁移中的神经元,在兴趣区域(皮质和齿状回生发基质)计数阳性细胞。

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
脂多糖(来自大肠杆菌血清型0111:B4)Sigma-Aldrich--
合成植入前因子(sPIF15肽)Bio-Synthesis, Inc.--
RPMI 1640培养基----
DMEM/F12培养基----
胎牛血清----
GlutaMAX添加剂----
青霉素-链霉素----
ELISA试剂盒USCN Life Science Inc. and Cloud-Clone Corp.--
细胞裂解缓冲液Cell Signaling Technology, Inc.--
蛋白酶抑制剂Roche Diagnostics--
QIAshredderQiagen--
Allprep DNA/RNA/蛋白质微型试剂盒Qiagen--
SuperScript III第一链合成系统Thermo Fisher Scientific--
QuantStudio 7 Flex实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
NanoVue Plus分光光度计Biochrom--
抗Cux2抗体BiossBS-11832R
抗Iba1抗体AbcamAB5076
HRP标记二抗DAKO--
DAB+显色剂DAKOK4007
Eukitt封片剂Sigma-Aldrich--
微渗透泵----

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
动物实验
小鼠品系和年龄、sPIF给药剂量和途径、LPS给药剂量和途径、分组和样本量、早产定义
阅读提示:Materials and methods, Animals and treatments; Figure 1A
胎儿脑组织ELISA
脑组织采样方法、每个样本混合的脑数量、每组样本量、ELISA试剂盒来源、裂解和离心条件
阅读提示:Materials and methods, ELISA assay
细胞培养和处理
细胞系来源、培养条件、LPS浓度和处理时间、sPIF浓度和处理时间, 细胞接种密度
阅读提示:Materials and methods, Placental and microglial cell culture; Figure 2 legends
RT-qPCR
引物/探针序列、内参基因、PCR循环参数、数据分析方法(2-ΔΔCt)
阅读提示:Materials and methods, Gene quantification by RT-PCR
免疫组织化学
固定、包埋、切片厚度、抗原修复、抗体浓度、显色和复染方法、兴趣区域定义
阅读提示:Materials and methods, Immunohistochemistry; Figure 3 legend