孕期高糖母体来源exosome诱导Kcnma1高甲基化参与胎儿血管功能调节障碍的机制研究
批准号:
82101797
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
冯雪芹
依托单位:
学科分类:
胎儿相关性疾病与胎源性疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯雪芹
中文摘要
孕期营养失衡和胎源性心血管疾病的发生密切相关,但其调控机制并不明确。我们前期研究证明孕期高糖饮食导致胎鼠胸主动脉收缩显著增强。表观遗传修饰改变是调控胎源性心血管疾病的关键,甲基化测序提示高糖组胎鼠血管中Kcnma1基因甲基化升高;进一步研究发现母体血浆外泌体(exosome)可通过胎盘屏障进入胎儿血管平滑肌细胞,且exosome中miRNAs深度测序富集miRNA-465-3p;TargetScan软件预测miRNA-465-3p可抑制甲基转移酶METTL21B的翻译,后者促进Kcnma1基因的甲基化修饰,因此本项目将利用转基因鼠、RNA干扰、CRISPR-cas9基因敲除等技术探讨“母-胎”间exosome转导miRNA-465-3p调控Kcnma1的甲基化修饰导致胎儿血管功能异常的机制。本研究将有助于理解孕期营养失衡与胎儿血管发育的重要联系,为相关靶点应用于临床转化医学提供新颖的信息。
英文摘要
Prenatal nutrition imbalance correlates with developmental origin of cardiovascular diseases, however related mechanism in that field is limited. Our previous study demonstrated that maternal high-sugar (HS) diets during pregnancy could increase vascular contraction in fetal thoracic aorta. Epigenetic modification is crucial to cardiovascular disease regulation in prenatal orgin. Kcnma1 hypermethylation was observed in HS fetal vessels via DNA methylation sequencing. Further study indicated exosome from maternal serum could reach fetal vascular cells by crossing the placental barrier. And miRNA-465-3p is abundant in exosome from maternal plasma. Prediction with TargetScan software indicated that miRNA-465-3p could inhibit the translation of methyltransferase METTL21B, which contributes to Kcnma1 hypermethylation. The mechanisms programming fetal vascular dysfunction with maternal exosome-miRNA-465-3p regulating kcnma1 methylation will be determined by transgenic rat, RNA interference, crispr-cas9 knockout. The data gained would provide new sight into prenatal nutrition imbalance linking fetal vascular development, and offer new information on relevant targets for clinical translational medicine.
申请人首次揭示了“母-胎”间信号传递在孕期高糖饮食(HS)诱导的子代血管功能异常中的关键作用。通过将高糖组孕鼠血浆的不同组分——血浆外泌体(exosome)和非外泌体部分,分别回注至对照组孕鼠,并检测宫内胎鼠血管的收缩反应,研究发现母体来源的exosome在调控胎鼠血管功能中发挥了重要作用。Exosome能够选择性富集miRNAs,其表达水平甚至可能超过其来源细胞。通过对孕鼠血浆exosome中的miRNAs进行深度测序,发现miR-1839-5P在HS孕鼠血浆中显著低表达。利用TargetScan软件预测,miR-1839-5p可能与一种新型甲基转移酶METTL21B结合并发挥作用。申请人通过功能实验、分子验证及甲基化测序,进一步证实孕期高糖饮食可导致exosome中miR-1839-5P的下调,下调的miR-1839-5P随exosome穿过胎盘屏障到达宫内胎鼠血管,调控血管中METTL21B的功能,进而引起离子通道BK及PKCα亚基多个位点的甲基化修饰发生改变,最终影响血管的收缩功能。综上所述,本研究提出了“母-胎”间exosome可通过转运信号分子调控子代血管功能的机制,阐明了高糖饮食子代心血管疾病风险增加的分子机理,为孕期防控胎源性心血管疾病提供了重要的理论依据。
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