维生素D调控正常与子痫前期胎盘滋养细胞蛋白质组响应的比较研究揭示其免疫代谢调节作用

本研究针对维生素D缺乏作为子痫前期风险因素但具体分子机制不清的问题，通过比较蛋白质组学分析揭示了维生素D对正常和子痫前期胎盘滋养细胞蛋白表达谱、信号通路和细胞网络的差异化调控。研究发现维生素D能上调正常细胞氨基酸/脂肪酸代谢相关蛋白，促进子痫前期细胞骨架动力和ATP代谢，并共同下调MHC I类受体活性，表明维生素D可能通过增强能量代谢、细胞运动性和免疫耐受发挥保护作用。该研究为理解维生素D在妊娠健康中的分子机制提供了新视角。

　　

在人类妊娠过程中，胎盘滋养细胞扮演着至关重要的角色，它不仅负责母胎间的物质交换，还是维持妊娠免疫耐受的关键界面。然而，妊娠期高血压疾病子痫前期(preeclampsia, PE)正是由于胎盘功能异常引发的严重并发症，全球范围内约影响2-8%的妊娠。近年来，维生素D(vitamin D, vit D)缺乏被确认为子痫前期的独立风险因素，但维生素D如何通过分子机制调控胎盘功能，特别是在正常和病理状态下的差异化响应，始终是产科研究领域亟待破解的科学问题。

以往研究表明，维生素D作为一种类固醇激素前体，不仅调节钙磷代谢，还具有广泛的免疫调节、抗氧化和抗炎特性。妊娠期充足的维生素D水平对母婴健康都至关重要，而缺乏状态则与早产、妊娠期糖尿病和子痫前期风险增加显著相关。在分子层面，维生素D主要通过维生素D受体(vitamin D receptor, VDR)发挥基因组效应，调控下游基因转录。值得注意的是，子痫前期患者的胎盘组织中存在VDR表达下调、氧化应激标志物升高以及内质网应激增强等异常现象。虽然体外实验证实维生素D能增强滋养细胞抗氧化能力和减少炎症因子释放，但系统性的蛋白质组响应图谱和信号网络调控机制仍有待阐明。

为此，路易斯安那州立大学健康科学中心的研究团队在《Placenta》发表了开创性研究，通过高分辨率蛋白质组学技术首次绘制了维生素D处理下正常和子痫前期胎盘滋养细胞的全局蛋白表达谱。研究人员收集了7例正常和7例子痫前期胎盘样本，分离原代滋养细胞后进行维生素D(1,25(OH)₂D₃, 100nM)干预，采用Western blot检测VDR表达变化，并运用凝胶辅助的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术进行蛋白质组定量分析，最后通过PANTHER和STRING数据库进行生物信息学富集分析。

研究首先证实了子痫前期滋养细胞存在VDR表达缺陷和维生素D响应减弱。Western blot显示，正常滋养细胞经维生素D刺激后VDR表达显著上调(p<0.05)，而子痫前期细胞仅呈现轻微升高。这种差异在蛋白质组层面得到进一步印证：主成分分析(PCA)显示维生素D处理使正常细胞蛋白表达谱发生明显偏移，而子痫前期细胞响应较弱。

通过对436个差异表达蛋白的分析，研究发现子痫前期滋养细胞呈现独特的分子特征：氧化应激相关蛋白(如血红蛋白亚基HBB、HBG1和髓过氧化物酶MPO)显著上调，而免疫调节相关蛋白(如CD74、LILRB4等)则普遍下调。功能富集分析表明，子痫前期细胞中氧运输、过氧化氢分解等生物过程激活，而T细胞活化、MHC蛋白复合物组装等免疫相关过程受到抑制。

特别值得注意的是，维生素D在两类细胞中诱导了截然不同的蛋白响应网络。在正常滋养细胞中，维生素D主要上调肽修饰、谷胱甘肽分解、白三烯合成等代谢过程，下调一氧化氮合酶抑制剂活性和MHC I类受体活性。而在子痫前期细胞中，维生素D显著增强钙离子转运、肌动蛋白介导的细胞收缩、Rho蛋白信号转导和ATP代谢等过程，同时同样抑制MHC I类受体活性。

研究人员还发现了17个维生素D共同上调蛋白和19个共同下调蛋白。上调蛋白主要涉及内质网囊泡运输(如RER1、ERGIC2)和CREB1磷酸化通路(如PRKACA、PRKACB)，表明维生素D可能通过缓解内质网应激和促进基因转录发挥保护作用。下调蛋白则集中在免疫受体活性范畴，特别是白细胞免疫球蛋白样受体家族(LILRA4、LILRB2、LILRA6)，这提示维生素D可能通过抑制这些免疫检查点分子促进母胎界面免疫耐受。

尤为重要的是，研究发现维生素D能够部分逆转子痫前期的异常蛋白表达。在子痫前期下调的232个蛋白中，有76个(32.8%)经维生素D处理后重新上调，这些蛋白主要参与细胞内细胞器功能；而在上调的204个蛋白中，有22个(10.8%)被维生素D下调，其中包括层蛋白复合体和RNA聚合酶II结合相关蛋白。

这项研究从系统生物学角度揭示了维生素D调控胎盘功能的精细分子机制，不仅证实了维生素D对滋养细胞代谢和免疫功能的调节作用，还发现了正常和病理状态下的差异化响应模式。研究结果表明，维生素D可能通过增强正常细胞的代谢能力、改善子痫前期细胞的运动性和能量代谢，以及共同抑制MHC I类受体活性来发挥保护作用。这些发现为理解维生素D在妊娠健康中的作用提供了新的分子视角，也为子痫前期的预防和治疗策略开发提供了潜在靶点。特别是维生素D对免疫检查点分子的调控作用，可能为解释其促进母胎免疫耐受的机制开辟新的研究方向。