在猪的产科问题中死胎、弱仔和胚胎死亡的现象十分普遍,约30%-40%的胚胎在发育过程中死亡。胎盘血管发生不足是导致胚胎死亡或胎儿发育迟缓的重要原因。研究发现,过氧化物酶体增殖子活化受体γ(PPARγ)对鼠和人胎盘发育及胎盘血管发生具有重要影响,其缺失可导致小鼠胚胎在9.5~11.5天间死亡。这提示PPARγ也可能对猪的胎盘及胎盘血管的发生产生影响。本项目将主要采用在体和离体的PPARγ激活或抑制实验,结合现代细胞分子生物技术与病理学检查手段,探索PPARγ对猪胎盘发育的组织结构及血管发生的影响,分析PPARγ对血管发生相关因子VECF、Prl2c2 (PLF)和Prl7d1 (PRP)表达影响及其机理,并探讨PPARγ与猪胎儿发育迟缓的关联性,为防制妊娠过程中猪胚胎或胎儿死亡提供新的科学依据和理论。
pig;placenta;vascular development;PPARγ;HIFs-VEGFA signal pathway
在母猪生产中死胎、弱仔和胚胎死亡的现象十分普遍,有30%-40%的胚胎在发育过程中死亡。胎盘血管发生不足是导致胚胎死亡或胎儿发育迟缓的重要原因。研究发现,过氧化物酶体增殖物激活受体gamma(PPARγ)对鼠和人胎盘发育及胎盘血管发生具有重要影响,提示PPARγ可能对猪的胎盘及胎盘血管的发生产生影响。本项目选择妊娠期(GD)25、40和70天母猪和猪脐静脉血管内皮细胞为研究对象,采用现代细胞分子生物技术与组织病理学检查手段,主要研究了母胎界面PPARγ表达水平、趋势与胎盘血管密度的相关性及其对胎儿发育的影响,研究了体外PPARγ对血管形成的影响以及其机理。通过检测GD 25、40和70子宫、胎囊和胎儿长度、胎儿的重量、胎盘血管密度和PPARγ 表达水平,发现PPARγ在猪胎盘中存在表达,表达水平随妊娠进展呈现先升高后降低的趋势,主要分布在子宫腺体细胞、滋养层细胞、血管内皮细胞和羊膜绒毛膜上皮细胞;GD 25和40的胎囊大小差异与胎儿发育不相关,但是GD 70胎儿发育的个体差异性(体长、体重)增大,胎囊或胎盘的发育与胎儿的发育呈现正相关性;GD 25、40、70和分娩胎盘 PPARγ的表达水平与胚胎存活状态呈现正相关性;通过对胎盘中PPARγ编码序列的克隆、序列分析和原核表达发现,胎盘中只存在PPARγ1,在配体结合区与卵巢和脂肪细胞来源PPARγ1分别存在1个和2个氨基酸残基差异,可能与组织功能差异性相关。通过iCELLigence系统监测内皮细胞贴壁、增殖,发现PPARγ与猪脐静脉血管内皮细胞贴壁、增殖成正相关性;伤痕实验监测内皮细胞迁移,发现PPARγ与猪脐静脉血管内皮细胞迁移成正相关性;毛细管样结构形成实验监测体外血管形成,发现 PPARγ对猪脐静脉血管内皮细胞功能及血管形成的具有促进作用,有利于血管形成和稳定;通过应用pIC-neo表达系统和CRSPR/Cas9敲除系统,分别在血管内皮细胞中进行PPARγ过表达和PPARγ敲除,同样获得与此相一致的结果。最后,基于猪血管内皮细胞配体干预、PPARγ过表达和PPARγ敲除细胞模型,检测了低氧诱导因子-血管内皮细胞生长因子(HIFs-VEGFA)信号通路重要信息分子的变化,证实了PPARγ通过与HIFs相互作用,调节PlGF和VEGF的表达量和亚型,促进Flt和和KDR的表达,实现对猪胎盘血管发生的调控。