重度子痫前期血浆细胞外囊泡中血管蛋白减少介导内皮功能障碍

Decreased Extracellular Vesicle Vasorin in Severe Preeclampsia Plasma Mediates Endothelial Dysfunction

作者信息Saravanakumar Murugesan, Dylan R Addis, Hanna Hussey, Mark F Powell, Lakshmi Saravanakumar, Adam B Sturdivant, Rachel G Sinkey, Michelle D Tubinis, Zachary R Massey, Chelsi Patton, James A Mobley, Alan N Tita, Tamas Jilling, Dan E Berkowitz
PMID40118804
发布时间2025-04
DOI10.1161/JAHA.124.037242

实验完整度

本研究包含多层次的独立证据:无偏蛋白质组学发现、人类样本(血浆、胎盘、尿液EV)验证、小鼠PE模型验证、体外功能实验(内皮细胞迁移、主动脉环血管反应)、以及RNA测序机制分析,证据层级涵盖分子、细胞、离体组织及动物模型。

主要模型

人主动脉内皮细胞(HAEC) 小鼠主动脉环 小鼠sFLT-1过表达子痫前期模型 人胎盘外植体培养

重点核对

尿液EV蛋白质组学队列:sPE(n=15)与NTP(n=15) 血浆EV和胎盘vasorin水平:sPE(n=47)与NTP(n=52) 小鼠PE模型:AD-sFLT-1注射剂量2.5×10^9 PFU,孕11.5天和15.5天,观察至孕18.5天 HAEC迁移实验:sPE EVs处理24小时,vasorin过表达(AD-VASN)和敲低(AD-shVASN) 血管反应实验:小鼠主动脉环,乙酰胆碱和硝普钠诱导的血管舒张

摘要

背景:子痫前期是一种严重的妊娠并发症,影响全球5%至8%的妊娠。子痫前期是孕产妇和新生儿发病及死亡的主要原因。尽管其普遍存在,子痫前期的潜在机制仍不清楚。本研究通过检测细胞外囊泡(EV)中的血管蛋白水平及其对血管功能的影响,探讨血管蛋白在子痫前期发病机制中的作用。方法与结果:我们对重度子痫前期和正常血压妊娠女性的尿液来源EV进行了无偏蛋白质组学分析,鉴定了差异丰度蛋白。在尿液EV、血浆EV和胎盘中测量了血管蛋白表达水平。从人和小鼠胎盘外植体生成了EV。使用小鼠主动脉环和人主动脉内皮细胞评估血管功能。通过过表达和敲低在人主动脉内皮细胞中操作血管蛋白表达,随后进行RNA测序。在重度子痫前期和NTP之间,120种蛋白质显示≥±1.5倍调控(P<0.05)。血管蛋白水平在重度子痫前期的尿液EV、血浆EV和胎盘中降低。在小鼠妊娠中,血管蛋白水平随孕龄增加而升高,并在子痫前期小鼠模型中降低。重度子痫前期和小鼠子痫前期EV损害了人主动脉内皮细胞迁移并抑制了小鼠主动脉环血管舒张。血管蛋白过表达抵消了这些效应。RNA测序显示,人主动脉内皮细胞中血管蛋白的操作差异调控了数百个与血管生成、增殖、迁移和凋亡相关的基因。结论:数据表明,通过EV递送至内皮的血管蛋白调节血管功能,且EV血管蛋白的缺失可能是子痫前期的机制驱动因素之一。

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
循环EV中的vasorin在子痫前期发病机制中的作用及其对血管功能的影响。
核心机制
EV介导的vasorin递送至内皮细胞,vasorin缺失导致内皮功能障碍,可能通过影响与血管生成、增殖、迁移和凋亡相关的基因表达,如SULT1E1、CCL5、FOS和RGS4,从而调控血管功能。
主要证据
尿液EV蛋白质组学发现vasorin在sPE中下调;血浆EV和胎盘组织Western blot及RT-qPCR证实vasorin水平降低;小鼠PE模型中vasorin随孕龄增加而降低;sPE EVs抑制HAEC迁移和小鼠主动脉环舒张,vasorin过表达逆转这些效应;RNA测序显示vasorin调控大量与血管功能相关基因。
研究意义
本研究首次揭示了vasorin在子痫前期血管功能障碍中的功能作用,提示EV相关vasorin可能作为子痫前期的预测性生物标志物,并为靶向vasorin或其下游信号的治疗策略提供了潜在依据。

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

尿液EV蛋白质组学发现阶段

鉴定重度子痫前期和正常血压妊娠之间差异表达的EV蛋白,筛选候选分子。

收集sPE(n=15)和NTP(n=15)尿样,分离EV并进行无偏蛋白质组学分析,通过PCA、层次聚类和倍数变化筛选差异蛋白,选择vasorin作为重点关注分子。

2

人类样本验证阶段

验证vasorin在重度子痫前期患者血浆EV和胎盘中的表达变化。

分离sPE(n=47)和NTP(n=52)血浆EV,进行Western blot和RT-qPCR检测vasorin蛋白和mRNA水平;收集胎盘组织进行Western blot和RT-qPCR。

3

小鼠子痫前期模型验证阶段

在sFLT-1过表达的小鼠PE模型中评估vasorin水平的变化。

孕鼠在E11.5和E15.5尾静脉注射AD-sFLT-1或对照AD-eGFP(2.5×10^9 PFU),在E15.5、E17.5、E19.5收集胎盘和血浆EV,检测vasorin水平。

4

体外功能验证阶段

评估sPE EVs对血管功能和内皮细胞迁移的影响,并验证vasorin在其中作用。

使用sPE和NTP血浆EV处理小鼠主动脉环和HAEC,检测乙酰胆碱诱导的血管舒张和伤口愈合迁移;并用AD-VASN或AD-shVASN过表达或敲低vasorin,观察效应逆转。

5

转录组机制探索阶段

探究vasorin调控的基因和信号通路。

HAEC中过表达或敲低vasorin后提取RNA进行RNA-seq,鉴定差异表达基因并进行通路富集分析。

6

胎盘外植体EV验证阶段

验证胎盘来源EV中vasorin含量与生理状态相关,及对HAEC迁移的影响。

从人NTP(n=6)和sPE(n=6)胎盘外植体培养上清中分离EV,检测vasorin水平和EV特征;用Plex-EV处理HAEC进行划痕实验,评估迁移影响。

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
ExoQuick-TC试剂盒System Bioscience, Inc.--
Halt蛋白酶抑制剂混合物Fisher ScientificPI78429
RPMI 1640培养基----
RNeasy试剂盒Qiagen--
无RNase的DNase套装Qiagen--
TaqMan引物/探针套装Thermo Fisher Scientific4331182
Premix Ex Taq预混液Takara Bio--
透射电子显微镜----
NanoSight NS300纳米颗粒分析仪Malvern Panalytical--
TSG101抗体Abcamab83
vasorin抗体Abcamab156868
Alexa Fluor标记二抗Cell Signaling Technology4409
PKH67荧光染料SigmaPKH67GL
DAPI染料Invitrogen/Thermo Fisher Scientific--
vasorin抗体Cell Signaling Technology--
TSG101抗体Cell Signaling Technology--
血管紧张素原抗体Cell Signaling Technology--
β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology--
山羊抗兔辣根过氧化物酶二抗Cell Signaling Technology--
ChemiDoc凝胶成像系统Bio-Rad Laboratories--
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
Rotor-Gene Q实时荧光定量PCR仪Qiagen--
NovaseqXPlus测序仪Illumina--
AmScope显微镜AmScope--
ImageJ软件National Institutes of Health--

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
患者队列
sPE组和NTP组的纳入标准、样本量(sPE n=47, NTP n=52)、排除标准、BMI匹配情况
阅读提示:Methods: Patient Population
尿液EV分离
尿液采集体积、蛋白酶抑制剂类型、离心条件(1600g 10分钟)、EV沉淀试剂盒或超速离心方法
阅读提示:Methods: Isolation of EVs From Urine Samples;Data S1
血浆EV分离
全血采集时间点、抗凝剂(EDTA-K2)、离心条件(3000g 20分钟)、EV分离方法
阅读提示:Methods: Patient Population;Isolation of EVs From Urine Samples(Data S1)
胎盘外植体培养
胎盘组织样本量(sPE n=6, NTP n=6)、外植体大小(2-3mm)、培养条件(RPMI 1640, 37°C, 5% CO2, 24小时)、EV分离(ExoQuick-TC)
阅读提示:Methods: Placental Explant Culture;Isolation of EV From Placental Explant Cultures
小鼠模型
小鼠品系、性别、数量(n=10 males, n=30 females)、注射剂量(2.5×10^9 PFU)、注射时间(E11.5, E15.5)、注射方式(retroorbital sinus)、测量时间点(E15.5, E17.5, E19.5)、血压测量方法
阅读提示:Methods: Murine Model of Preeclampsia;Figure 3 legend
血管舒张功能检测
主动脉环制备、孵育条件(EV处理24小时,AD-VASN/AD-shVASN处理)、肌动描记参数(去氧肾上腺素预收缩浓度、乙酰胆碱浓度梯度、SNP浓度)
阅读提示:Methods: Vascular Function Studies(如果文中未明确,需查看Data S1或图例);Figure 4 legend
HAEC迁移实验
细胞培养条件(HAEC来源、代数)、EV处理浓度和时间(24小时)、划痕方法、伤口愈合计算方式
阅读提示:Methods: Cell Migration Assay;Figure 5 legend
RNA-seq
细胞处理(AD-VASN, AD-shVASN, AD-eGFP)、RNA提取方法、文库构建平台(NovoseqXPlus)、比对和差异表达分析参数(阈值fold change≥2, q<0.05)
阅读提示:Methods: RNA Isolation and Analysis;Figure 6 legend
Western blot
抗体来源、稀释比例(如vasorin抗体1:5000)、内参选择(TSG101、β-Actin)、定量方法
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis;Figure 2 legend