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基于单细胞测序研究AP-1/FGFR1在单绒毛膜双胎选择性宫内生长受限中的作用

批准号:
82071657
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
罗艳敏
依托单位:
学科分类:
胎盘发育、结构和功能及其异常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗艳敏

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
单绒毛膜双胎在相同的遗传背景下出现选择性宫内生长受限(sIUGR)可能与母胎界面中基因表达异常相关。目前研究多以胎盘组织为样本而忽略了细胞异质性。预实验对两例sIUGR胎盘及蜕膜进行单细胞RNA测序,发现双胎的细胞亚群分布及转录特征存在差异。进一步筛选发现FGFR1在绒毛外滋养细胞分化进程上高表达,且大胎表达高于小胎;单细胞靶向开放染色质测序预测小胎的染色质开放区域更易与AP-1转录因子结合。我们推测:AP-1可能调控FGFR1的表达下降引起绒毛外滋养细胞侵袭增殖功能障碍,进而导致sIUGR。本项目拟进一步对sIUGR母胎界面进行单细胞水平多维度分析,阐释细胞亚群基因表达谱及染色质开放程度,明确胎盘FGFR1和AP-1的表达与sIUGR的关系,并通过体外细胞实验验证AP-1调控FGFR1表达影响滋养细胞功能的分子机制。研究结果为sIUGR的病因研究提供新思路。
英文摘要
Since monochorionic twins shared the same genetic background, selective intrauterine growth restriction (sIUGR) may be closely related to the function of trophoblast cells in the maternal-fetal interface. The former studies mostly used placental tissues as samples to investigate pathogenesis mechanisms of sIUGR, while cellular heterogeneity of placenta was ignored. In the preliminary study, we performed single-cell RNA sequencing (sc RNA-seq) in the placenta and decidua of two pairs of sIUGR twins to evaluate the genomic transcription at the cellular level. The results revealed there were differences in the distribution of cell subgroups and gene transcriptional characteristics between larger and smaller fetuses. Further, we found that the FGFR1 gene revealed specific up-expression along the extravillous trophoblast (EVT) developmental pathway by pseudotime analysis, and FGFR1 was much higher expressed in the EVTs of the larger fetuses than that of the smaller ones. Single-cell assay for targeting accessible-chromatin with high-throughput sequencing predicted that AP-1 transcription factors were more prone to bind in the open chromatin region of EVT in smaller fetuses. Thus, we presume that the expression of FGFR1 is negatively regulated by AP-1 transcription factors resulting in the dysfunction of trophoblasts. This project intends to expand the sample size to further conduct a multidimensional analysis of the sIUGR maternal-fetal interface at a single-cell level, revealing the gene expression profile of each cell subgroup and the chromatin accessibility of the maternal-fetal interface. Next, we confirm the relationship between the expression of FGFR1 and AP-1 in the placenta of sIUGR and investigate the mechanism of AP-1 regulating FGFR1 and affecting the function of trophoblasts in vitro cell experiments. Our research will provide new insight into the etiology research of sIUGR.
背景:选择性宫内生长受限(sIUGR)是单绒毛膜双胎特有的并发症,其病因复杂,发生的分子机制尚未阐明。近年来单细胞测序技术备受关注,从单细胞水平研究能排除传统组织水平研究的局限性。.内容:研究sIUGR母胎界面的细胞亚群组成及染色质开放程度的差异,比较双胎滋养细胞发育轨迹特点。研究MALAT1在sIUGR和正常MCDA妊娠胎盘中的表达差异以及在sIUGR发病中的分子作用机制。研究AP-1、NRF1调控 FGFR1及滋养细胞功能的分子机制。通过分析公共数据库中相关的母胎界面单细胞测序数据,研究严重急性呼吸综合征冠状病毒2是否可发生垂直传播及其潜在影响。.结果:sIUGR双胎在母胎界面处的细胞分布特征与染色质可及性发生了改变,其中小胎处于更加活跃的免疫状态,EVT分化较不完全。sIUGR中小胎的MALAT1表达较大胎减少,可通过miR-424调节ERRγ、HSD17B1表达及滋养细胞迁移、侵袭等生物学功能。在滋养细胞株中使用AFOS分子阻断AP-1与下游基因启动子的结合或敲降NRF1后,检测FGFR的表达无明显差异。NRF1表达降低后,PINK1、LC3-Ⅱ表达水平降低,SQSTM1表达水平升高,同时细胞内ROS水平明显增高,细胞增殖与迁移能力受损。sIUGR小胎胎盘中线粒体肿胀、线粒体内膜或外膜不完整的比例较大胎显著增加,小胎胎盘中PINK1 、LC3-Ⅱ表达降低,SQSTM1表达水平升高。公共数据库分析结果显示仅有极少数滋养层细胞共表达ACE2和TMPRSS2,但在胚胎发育阶段ACE2和TMPRSS2在多个胚胎组织中的丰度明显高于胎盘。.结论:1)母胎界面细胞分布特征在sIUGR双胎间存在差异,小胎滋养层细胞染色质可及性较大胎显著减弱,可能导致与滋养层细胞侵袭、分化相关基因的表达改变,从而影响胎盘功能,最终导致sIUGR双胎在胎儿发育上的差异。2)小胎中MALAT1减少可能通过miR-424/ERRγ/HSD17B1通路调节滋养细胞的多种生物学功能,从而参与sIUGR的发生发展。3)未能证实AP-1调控FGFR1表达。4)小胎胎盘滋养细胞内存在着PINK1表达减少介导的线粒体自噬损伤,可能是由于sFGR双胎滋养细胞间NRF1调控PINK1表达作用的差异。5)胎盘受SARS-CoV-2病毒感染风险较低,但多种胚胎组织仍面临病毒感染风险,产前受到感染可能会产生不良影响。
氧敏感长链非编码RNA MALAT1在胎儿生长受限中的作用的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    罗艳敏
  • 依托单位:
ERRγ对胎盘血管生成因子的调节及其在子痫前期发病中的作用机制研究
  • 批准号:
    81401209
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    罗艳敏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金