子宫Notch2通过上调蜕膜Prl8a2促进妊娠识别和黄体维持

Uterine Notch2 facilitates pregnancy recognition and corpus luteum maintenance via upregulating decidual Prl8a2.

作者信息Haili Bao, Yang Sun, Ningjie Yang, Na Deng, Zhangli Ni, Yedong Tang, Gaizhen Li, Lili Du, Yan-Ling Wang, Dunjin Chen, Haibin Wang, Shuangbo Kong
PMID34460816
发布时间2021-08-30
DOI10.1371/journal.pgen.1009786

实验完整度

包含子宫特异性基因敲除小鼠模型、功能挽救实验、多种体内干预模型及体外细胞实验等至少两个独立证据层级,并进行机制验证(ChIP,荧光素酶)。

主要模型

小鼠子宫特异性Notch2敲除模型(Notch2 d/d) 小鼠Rbpj敲除模型(Rbpj d/d) 小鼠DNMAML过表达模型 小鼠原代黄体细胞培养 293T细胞

重点核对

子宫特异性Notch2敲除效率(DNA、mRNA、蛋白水平验证) LPS剂量和给药时间(1mg,第7天腹腔注射) Prlr-Fc融合蛋白剂量和给药时间(1mg,第6和第7天腹腔注射) 溴隐亭剂量和给药方式(100μg,第6和第7天灌胃) 外源孕酮补充剂量和给药方式(2mg,皮下注射)

摘要

母体妊娠识别是妊娠维持的必要前提,它通过延长黄体寿命和确保孕酮产生来实现。除垂体催乳素和胎盘催乳素外,蜕膜来源的催乳素家族成员被认为具有促黄体作用。然而,缺乏令人信服的证据支持这一假设。在此,我们揭示了子宫Notch2在妊娠识别和黄体维持中的重要作用。子宫特异性缺失Notch2并不影响雌性生育力。然而,由于Notch2的消融,蜕膜Prl8a2(催乳素家族成员)的表达下调。随后,我们通过采用脂多糖诱导的催乳素抵抗模型、催乳素受体-Fc融合蛋白阻断催乳素信号、或通过多巴胺受体激动剂溴隐亭抑制垂体催乳素释放,来干扰垂体催乳素功能以确定蜕膜的促黄体作用,并发现Notch2缺陷雌性对这些应激更为敏感,最终因黄体功能异常和血清孕酮水平不足而导致妊娠失败。在Notch2敲除小鼠中过表达Prl8a2挽救了脂多糖诱导的流产,突出了其促黄体功能。进一步采用Rbpj敲除和DNMAML过表达小鼠模型,结合染色质免疫沉淀实验和荧光素酶分析,证实Prl8a2受经典Notch信号调控。总之,我们的研究结果表明,在子宫Notch信号控制下的蜕膜催乳素成员,在着床后阶段协助垂体催乳素维持黄体功能和血清孕酮水平,这有利于妊娠识别和维持。

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
子宫Notch2在围植入期是否参与妊娠识别和黄体维持,以及蜕膜来源的催乳素家族成员是否具有促黄体作用。
核心机制
子宫Notch2通过经典Notch信号通路直接调控蜕膜Prl8a2的表达,Prl8a2协助垂体催乳素维持黄体功能和血清孕酮水平,从而促进妊娠识别和维持。
主要证据
子宫特异性Notch2敲除小鼠在干扰垂体催乳素信号(LPS诱导催乳素抵抗、Prlr-Fc阻断、溴隐亭抑制释放)后出现妊娠失败,过表达Prl8a2可挽救该表型;通过Rbpj敲除、DNMAML过表达、ChIP和荧光素酶实验证实Prl8a2受经典Notch信号直接调控。
研究意义
本研究首次证明了蜕膜Prl8a2的促黄体作用,为蜕膜催乳素成员在妊娠维持中的作用提供了直接证据,并揭示了其上游调控机制。

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

验证Notch2在子宫中的表达和敲除效率

确认Notch2在围植入期子宫中的时空表达模式,并验证子宫特异性敲除模型的有效性。

通过免疫组化检测NICD2在孕第5-8天子宫中的表达;通过基因分型、QRT-PCR和免疫组化验证Notch2在DNA、mRNA和蛋白水平的敲除效率。

2

评估Notch2缺失对生育力的影响

检测子宫Notch2缺失是否影响胚胎着床、蜕膜化和生育力。

通过蓝染和Cox2染色观察着床,通过H&E染色观察胚胎发育,记录着床位点数和产仔数。

3

检测Notch2缺失对蜕膜Prl8a2表达的影响

探究Notch2缺失是否影响蜕膜催乳素家族成员表达。

通过QRT-PCR和Western blot检测Notch2 f/f 和 Notch2 d/d 小鼠蜕膜中Prl和Prl8a2的表达水平。

4

建立催乳素功能干扰模型

通过多种方法干扰垂体催乳素功能,以揭示蜕膜Prl8a2的促黄体作用。

使用LPS诱导催乳素抵抗,Prlr-Fc融合蛋白阻断催乳素信号,溴隐亭抑制催乳素释放,观察Notch2 d/d小鼠的妊娠结局和血清孕酮水平。

5

Prl8a2过表达挽救实验

验证Prl8a2过表达能否挽救Notch2 d/d小鼠在催乳素抵抗下的妊娠失败。

通过慢病毒介导的Prl8a2过表达,在孕第5和第6天静脉注射,再于孕第7天给予LPS,于孕第8天检查妊娠结局和血清孕酮水平。

6

验证经典Notch信号对Prl8a2的调控

探究Prl8a2是否受经典Notch信号通路直接调控。

使用Rbpj敲除和DNMAML过表达小鼠模型检测Prl8a2表达;通过GFP报告小鼠观察经典Notch信号活性;通过ChIP和荧光素酶分析验证Rbpj与Prl8a2启动子的直接结合。

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
芝加哥蓝SigmaC8679
脂多糖SigmaL2880
Prlr-Fc融合蛋白Provided by Ziqiang Li (Beijing VDJBio Co. LTD)--
甲磺酸溴隐亭SigmaY0000677
孕酮SigmaP0130
芝麻油SigmaS3547
RU486SigmaM8046
HRP标记的二抗NeoBioscienceANR02-2
DAB显色试剂盒ZSGB-BIOZLI-9018
抗NICD2抗体Abcamab52302
抗Cox2抗体ServicebioGB11077-1
DIG RNA标记混合物Roche11277073910
抗DIG抗体Roche11214667001
硝基四氮唑蓝GentiholdN1332
5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸GentiholdB1360
Trizol试剂----
逆转录和QRT-PCR试剂盒TakaraRR047A
RIPA裂解液----
抗Prl8a2抗体(自制)----
SuperSignal West Pico PLUS化学发光底物Thermo Fisher34578
抗Rbpj抗体CST5313
IgGCST3900
DMEM-F12培养基Sigma-AldrichD6434
胶原酶Gibco17018-029
活性炭剥离胎牛血清Biological Industries04-201-1A
pGL3-Basic载体Promega--
pRL-TK质粒Promega--
pLVX-IRES-ZsGreen1载体Clontec--

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
动物模型与敲除效率
Notch2 f/f 与 PR-cre 小鼠杂交策略,敲除效率需在DNA、mRNA、蛋白水平验证
阅读提示:Materials and methods 中 Animals and treatments;图1
LPS诱导的催乳素抵抗模型
LPS剂量(1mg)、给药途径(腹腔注射)、给药时间(孕第7天)
阅读提示:Materials and methods 中 Animals and treatments;图3D
Prlr-Fc融合蛋白处理
Prlr-Fc剂量(1mg)、给药途径(腹腔注射)、给药时间(孕第6和第7天)
阅读提示:Materials and methods 中 Animals and treatments;图4B和4D
溴隐亭处理
溴隐亭剂量(100μg)、给药方式(灌胃)、给药时间(孕第6和第7天)
阅读提示:Materials and methods 中 Animals and treatments;补充图S3
Prl8a2过表达
慢病毒注射剂量(0.1ml)、给药途径(静脉注射)、注射时间(孕第5和6天)
阅读提示:Materials and methods 中 Animals and treatments 和 Lentivirus vector construction and packaging;图5B
黄体细胞培养
黄体分离方法、胶原酶消化条件(20min, 37°C)、培养基成分(DMEM-F12+10%CS-FBS)
阅读提示:Materials and methods 中 In vitro corpus luteum cell culture