miR-29a的缺失通过TET3介导的Col1A1启动子去甲基化损害子宫内膜基质细胞的蜕膜化

Loss of miR-29a impairs decidualization of endometrial stromal cells by TET3 mediated demethylation of Col1A1 promoter.

作者信息Aixia Liu, Mengmeng Jin, Laidi Xie, Mengyu Jing, Ying Zhou, Minyue Tang, Tingting Lin, Dimin Wang
PMID34568789
期刊iScience
发布时间2021-08-30
DOI10.1016/j.isci.2021.103065

实验完整度

体外细胞实验验证miR-29a对蜕膜化、增殖及TET3/Col1A1通路的作用,并结合小鼠体内胚胎着床实验及患者样本表达分析,包含功能验证和机制验证。

主要模型

人子宫内膜基质细胞(ESCs) C57BL/6小鼠胚胎着床模型 人子宫内膜组织和蜕膜组织(增殖期、分泌期、正常早孕、早期流产)

重点核对

miR-29a在子宫内膜组织中的表达与月经周期及妊娠结局相关 miR-29a antagomir处理抑制ESCs蜕膜化标志物PRL和IGFBP1的表达 TET3是miR-29a的直接靶基因,通过3'UTR结合 miR-29a抑制TET3与Col1A1启动子结合,降低5-hmC水平 TET3敲低逆转miR-29a antagomir对ESCs增殖和胚胎着床的抑制作用

摘要

分子生物学;细胞生物学;发育生物学

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
miR-29a在子宫内膜蜕膜化和胚胎着床中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
miR-29a通过靶向TET3的3'UTR抑制TET3表达,进而减少TET3与Col1A1启动子结合及去甲基化,维持Col1A1启动子甲基化状态,抑制Col1A1转录,促进ESCs蜕膜化;miR-29a缺失导致TET3介导的Col1A1启动子去甲基化增强,Col1A1表达上调,抑制蜕膜化和胚胎着床。
主要证据
体外实验显示miR-29a antagomir降低蜕膜化ESCs的活力及PRL和IGFBP1表达;双荧光素酶实验证实TET3为miR-29a靶基因;ChIP和hMeDIP-qPCR显示miR-29a缺失增强TET3与Col1A1启动子结合及5-hmC水平;TET3敲低逆转miR-29a antagomir的抑制作用。体内实验显示miR-29a抑制剂减少小鼠胚胎着床数和子宫重量,TET3敲低恢复这些效应。
研究意义
本研究为理解异常子宫内膜蜕膜化提供了概念框架,对早期妊娠着床失败中非容受性子宫内膜相关改变的诊断和治疗具有重要意义。

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

分析miR-29a在人子宫内膜组织中的表达

探究miR-29a表达是否与月经周期和妊娠结局相关

收集增殖期和分泌期子宫内膜组织、早期流产患者和正常早孕妇女的蜕膜组织,通过qRT-PCR检测miR-29a表达水平。

2

体外培养并鉴定人子宫内膜基质细胞(ESCs)

建立体外研究模型,验证miR-29a对ESCs蜕膜化的影响

从正常子宫内膜分离ESCs,用波形蛋白免疫荧光和形态学鉴定纯度;用雌二醇、孕酮和cAMP诱导蜕膜化,并用miR-29a antagomir抑制miR-29a。

3

检测miR-29a对ESCs增殖和蜕膜化的影响

评估miR-29a缺失是否影响细胞活力和蜕膜化标志物

使用CCK-8检测细胞活力,Western blot检测蜕膜化标志物PRL和IGFBP1表达。

4

验证TET3是miR-29a的直接靶基因

确认miR-29a是否通过与TET3的3'UTR结合调控其表达

使用生物信息学预测靶基因,构建TET3 3'UTR野生型和突变型荧光素酶报告载体,共转染miR-29a agomir后检测荧光素酶活性。

5

检测miR-29a缺失对TET3与Col1A1启动子结合及去甲基化的影响

探究miR-29a是否通过TET3调控Col1A1启动子甲基化状态

用ChIP分析TET3与Col1A1启动子结合,用Col1A1启动子荧光素酶报告载体验证结合特异性,用hMeDIP-qPCR检测5-hmC水平。

6

验证TET3敲低对miR-29a antagomir效应的逆转作用

确认TET3在miR-29a调控ESCs增殖和蜕膜化中的必要性

用siRNA敲低TET3,检测细胞活力、蜕膜化标志物及Col1A1 mRNA水平。

7

体内小鼠胚胎着床实验

验证miR-29a缺失对胚胎着床的影响及TET3的下游作用

对C57BL/6小鼠尾静脉注射腺病毒载体(对照、miR-29a抑制剂、miR-29a抑制剂+scramble、miR-29a抑制剂+TET3 shRNA),在妊娠第8天检查胚胎着床数和子宫重量。

8

组织学分析和扫描电镜观察

评估miR-29a缺失对子宫内膜形态和容受性的影响

对蜕膜组织进行HE染色观察组织形态,用扫描电镜观察子宫内膜表面胞饮突数目。

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
波形蛋白Proteintech10366-1-AP
胰岛素样生长因子结合蛋白1Cell Signaling Technology31025
催乳素Affinity BiosciencesDF6506
TET3抗体Merck MilliporeABS463
I型胶原蛋白alpha 1链抗体Abcamab34710
GAPDH抗体Abcamab9485
HRP标记二抗Abcamab6721
Cy3标记二抗BosterBA1032
5-羟甲基胞嘧啶抗体Abcamab214728
TET3抗体(ChIP)Sigma-AldrichABE290
BJ5183菌株UnibioST1039
XL1-Blue菌株UnibioST1054
TRIzol试剂Invitrogen15596-026
DMEM/F12培养基ProcellPM150312
胎牛血清Procell164210-500
胰蛋白酶ProcellPB180225
青霉素-链霉素溶液ProcellPB180120
磷酸盐缓冲液ProcellPB180327
I型胶原酶SigmaC0130-100MG
TritonX-100BeyotimeST795
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000-015
RIPA裂解液BeyotimeP0013K
DAPI染色液BeyotimeC1002
雌二醇TargetmolT1048
孕酮TargetmolT5040
环磷酸腺苷TargetmolTC02745
DL2000 DNA标记物TIANGENMD114-02
SYBR Green PCR试剂盒VAZYMEQ111-02
质粒中提试剂盒Qiagen12143
CCK-8检测试剂盒BeyotimeC0037
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010S
双荧光素酶报告基因试剂盒BeyotimeRG027
羟甲基化DNA免疫沉淀试剂盒Abcamab117134
C57BL/6小鼠Vital River Animal Center213
pAd5载体Addgene122555
pGL3报告载体PromegaE1751
pRL-TK报告载体PromegaE2241

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
细胞培养与蜕膜化诱导
人子宫内膜基质细胞来源、培养基成分(DMEM/F12+10% FBS)、蜕膜化诱导剂浓度(10 nM雌二醇、1 μM孕酮、0.5 mM cAMP)和处理时间(5天)
阅读提示:STAR★Methods,Isolation, culture, and identification of ESCs
miR-29a抑制处理
miR-29a antagomir浓度、转染试剂(Lipofectamine 3000)、转染时间(48小时)
阅读提示:STAR★Methods,MiRNA, adenoviral vectors, and transfection
靶基因验证
TET3 3'UTR序列和突变序列、荧光素酶报告载体构建、共转染条件
阅读提示:STAR★Methods,Dual luciferase assays
表观遗传分析
ChIP实验中的抗体和用量(anti-TET3 2μg,IgG 1μg)、hMeDIP中的DNA片段化条件(超声4分钟,15秒开关循环)和抗体(anti-5hmC 2μL)
阅读提示:STAR★Methods,Chromatin immunoprecipitation (ChIP) analysis 和 Methylated and hydroxymethylated DNA immunoprecipitation (hMeDIP)
体内实验
小鼠品系(C57BL/6)、年龄(6-8周)、注射剂量(1×10^9 pfu/100μL)和时间(妊娠第1天起连续2天)、取材时间(第8天)
阅读提示:STAR★Methods,In vivo mice embryo implantation