miR-196a-5p 通过靶向 HOXA7 来抑制 MAPK/ERK 通路，从而调节妊娠糖尿病中胎盘滋养细胞的增殖和凋亡

《Placenta》：miR-196a-5p suppresses the MAPK/ERK pathway by targeting HOXA7 to regulate the proliferation and apoptosis of placental trophoblasts in gestational diabetes

妊娠糖尿病（GDM）通过高血糖诱导胎盘滋养层凋亡和增殖障碍。研究发现miR-196a-5p在GDM患者中显著上调，通过直接靶向HOXA7的3'UTR抑制MAPK/ERK通路活性，从而抑制滋养层细胞增殖并促进凋亡。临床样本验证结合细胞功能实验证实，miR-196a-5p与HOXA7/MAPK/ERK轴的调控关系在GDM病理机制中起关键作用。

　　

李建华|谢新平|卢琳|甘蓓|严建英

福建医科大学妇产科学与儿科临床医学院，350001，中国

摘要

引言

妊娠糖尿病（GDM）通过高血糖诱导的细胞凋亡和增殖障碍破坏胎盘滋养层功能。非编码RNA，特别是miR-196a-5p，与GDM的发病机制有关，但其具体作用机制尚不清楚。同源框转录因子HOXA7和MAPK/ERK通路在细胞调控中起关键作用，但它们在GDM中的相互作用尚未被探索。

方法

通过miRNA-seq、qRT-PCR和Western blot分析了GDM患者和对照组的临床样本（血液和胎盘组织）。生物信息学分析（TargetScan、miRDB、miRWalk）确定了miR-196a-5p的靶基因。功能验证使用了在高葡萄糖（25 mM）条件下培养的HTR8-Svneo滋养层细胞，以及miR-196a-5p模拟物/抑制剂和HOXA7过表达，并进行了两项关键的功能恢复实验：同时使用miR-196a-5p模拟物和HOXA7过表达，以及同时使用模拟物和MEK激活剂（包括CCK-8），包括Transwell实验、流式细胞术和双荧光素酶报告基因分析。结果显示miR-196a-5p在GDM患者中上调，并通过三个保守的3'UTR结合位点直接靶向HOXA7。

结果

高血糖抑制了MAPK/ERK的磷酸化，减少了滋养层的增殖、迁移和侵袭能力，同时增加了细胞凋亡。miR-196a-5p模拟物加剧了这些效应，而抑制剂或HOXA7过表达则恢复了MAPK/ERK的活性和细胞功能。重要的是，恢复实验证实HOXA7是miR-196a-50效应的必要介质，激活下游的MAPK/ERK通路足以逆转诱导的功能障碍。miR-196a-50通过特异性调节HOXA7来抑制MAPK/ERK通路，从而减少胎盘滋养层的增殖并增加其凋亡。

讨论

本研究表明，GDM中过表达的miR-196a-50抑制HOXA7/MAPK/ERK轴，从而抑制胎盘滋养层的增殖并促进其凋亡。

引言

妊娠糖尿病（GDM）传统上被认为是一种妊娠特异性代谢紊乱，显著增加了不良产科结局的风险，包括巨大儿、肩难产、出生创伤和早产，对母亲和后代都有长期的健康影响[1]、[2]、[3]。对于母亲而言，GDM增加了患2型糖尿病（T2DM）的风险，并加剧了儿童肥胖和心血管代谢疾病的负担。此外，妊娠期高血糖已被确定为未来T2DM的重要预测因素[4]、[5]。对于婴儿来说，母亲肥胖、妊娠期间体重过度增加和高血糖会导致胎儿营养过剩、生长加速、高胰岛素血症和胰岛素样生长因子-1（IGF-1）生成失调[6]、[7]。高血糖会降低滋养层的存活能力并促进细胞凋亡，这些过程与miRNA介导的调控密切相关[8]、[9]。

非编码RNA（ncRNAs）占转录组的90%以上，主要包括线性RNA（如microRNAs）和长链非编码RNA（lncRNAs），以及通过反向剪接形成的环状RNA（circRNAs）[10]、[11]。在GDM的发病机制中，失调的ncRNAs，尤其是miRNAs，已被证明与基因表达变化相互作用，影响胎盘的功能障碍和代谢适应[12]。在胚胎发生过程中，miR-196a的组织特异性表达通过小干扰RNA介导的切割机制负调控Hoxb8[13]。成熟的miR-196a-5p是miRNA-196a的活性形式，通过抑制翻译或降解靶mRNA来调节基因表达[14]。尽管其在多形性胶质母细胞瘤和股骨头骨坏死中的作用已初步研究，但其在胎盘病理生理学中的功能仍不明确[15]、[16]。

同源框转录因子HOXA7通过调节细胞周期和凋亡相关基因，对细胞增殖、分化和组织重塑起关键作用。目前对HOXA7的研究主要集中在其在结直肠癌、肝癌和口腔癌中的致癌作用上[17]、[18]、[19]。HOXA7的转录后调控涉及miRNA介导的机制，其中miRNAs如miR-17-5p、miR-128-3p和miR-193a-5p可能结合HOXA7 mRNA 3' UTR中的互补序列以抑制翻译[20]、[21]、[22]。

MAPK/ERK通路是一个保守的级联反应，调控细胞增殖、迁移和侵袭，对滋养层的侵袭性和螺旋动脉重塑至关重要。细胞外信号调节蛋白激酶（ERK-1/ERK-2）作为关键的MAPK亚型，通过激活基质金属蛋白酶（MMPs）来增强滋养层的迁移和血管生成[23]、[24]。ERK-1和ERK-2是一类与细胞迁移相关的MAPK亚型，可以激活和促进滋养层的迁移和侵袭，并在胚胎血管生成期间调节内皮细胞的增殖和迁移[25]、[26]、[27]。此外，IGFBP-1和内皮素-1（ET-1）通过MAPK/ERK激活刺激绒毛外滋养层的运动[28]、[29]。miR-196a-50通过HOXA7/MAPK通路调节参与骨骼修复，为研究其在胎盘滋养层动态中的作用提供了机制基础[30]。

在本研究中，我们首先通过临床样本检测和生物信息学分析确定了miR-196a-50对HOXA7和MAPK/ERK通路的调控作用。通过一系列细胞实验，包括功能恢复实验，我们明确验证了miR-196a-50与HOXA7 3'UTR结合，从而抑制MAPK/ERK通路，控制胎盘滋养层的增殖和凋亡。

部分摘录

生物信息学分析

使用TargetScan、miRDB和miRWalk数据库预测了miR-196a-50的下游靶基因。每个数据库预测的靶基因列表详见图S1。通过Bioinformatics.com.cn平台合并结果，确定了三个数据库中的重叠靶基因（https://www.bioinformatics.com.cn/）。使用NetworkX Python包可视化了miR-196a-50-靶基因相互作用网络。进一步对重叠基因进行了分析

GDM患者中的miR-196a-50表达

为了确认GDM患者中miRNA的表达情况，我们使用了miRNA-seq分析。miRNA-seq分析显示正常对照组和GDM患者之间的miRNA表达谱存在显著差异。主成分分析（PCA）显示两组之间存在明显分离（图1A），表明miRNA水平存在显著差异。热图进一步展示了样本之间的miRNA表达差异（图1B）。确定显著性的标准设置为

讨论

妊娠糖尿病的特点是在妊娠期间新诊断出的葡萄糖耐受不良，它会导致高血糖，从而损害滋养层的存活能力、侵袭/迁移能力，并促进细胞凋亡和线粒体自噬[33]。临床研究表明，GDM患者的低脂联素水平和中性粒细胞胞外陷阱（NETs）升高，NETs通过ERK1/2介导的ROS依赖性途径加剧了滋养层的凋亡[34]。GDM中失调的miRNAs，如miR-377-3p（

伦理声明

本研究的所有程序均严格遵循相关法律法规和机构指南，并获得了福建医科大学第一附属医院的伦理委员会批准（批准编号：NO. MRCTA,ECFAH of FMU [2021]436）。所有参与本研究的人均充分了解了研究的目的、程序和潜在风险，并自愿提供了书面知情同意。本研究遵循了相关伦理规定

作者贡献声明

严建英：撰写——审稿与编辑，概念构思。谢新平：撰写——初稿，概念构思。李建华：撰写——初稿，概念构思。甘蓓：验证。卢琳：方法学，实验设计

利益冲突声明

作者们没有需要声明的利益冲突。

数据可用性声明

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文中。如有进一步咨询，请联系通讯作者。

资金来源

本研究得到了福建省自然科学基金（编号2022J01705）和福建省科技创新联合基金（编号2023Y9075）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。