小鼠蜕膜、胎盘及胎儿中SPARC与SPP1表达的时空关联性研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Placenta 3.0

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  本研究聚焦妊娠过程中关键基质细胞蛋白SPARC(富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白)与SPP1(分泌性磷蛋白1)的相互作用机制。研究人员通过延迟植入模型,结合原位杂交和免疫荧光技术,系统解析了SPARC在小鼠妊娠各阶段蜕膜、胎盘及胎儿中的时空表达谱,并发现其与SPP1在软骨形成、滋养层细胞分化等关键生理过程中存在协同或拮抗作用。该研究为阐明基质细胞蛋白调控妊娠微环境的分子机制提供了重要实验依据,对理解胚胎发育异常及相关妊娠疾病具有潜在临床价值。

  

妊娠过程如同精密的交响乐,需要多种分子指挥家的协同配合。其中,基质细胞蛋白(matricellular proteins)作为细胞外基质与细胞间的"通讯官",在胚胎植入、胎盘形成等关键环节扮演重要角色。尽管分泌性磷蛋白1(SPP1/OPN)的功能已被广泛研究,但同为基质细胞蛋白家族的SPARC(富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白)在妊娠中的作用仍存在大量未知。特别是在小鼠模型中,SPARC如何与SPP1协同调控妊娠微环境,成为亟待解答的科学问题。

来自Texas A&M University的研究团队在《Placenta》发表的研究,首次系统描绘了SPARC在小鼠妊娠全程的表达图谱。通过建立延迟植入模型,结合原位杂交和免疫荧光技术,研究人员追踪了从胚胎植入(GD5-6)到胎盘成熟期(GD16)过程中,SPARC与SPP1在蜕膜、胎盘及胎儿组织中的动态变化规律。研究特别关注了这两种蛋白在子宫自然杀伤细胞(uNK)、糖原滋养层细胞(Gly-T)等关键细胞类型中的共定位现象。

关键技术方法
研究采用CD-1品系小鼠建立正常妊娠与延迟植入模型,通过原位杂交定位Sparc mRNA表达,免疫荧光双标检测SPARC与SPP1蛋白共定位。样本涵盖妊娠第5-16天(GD5-16)的子宫、胎盘及胎儿组织,重点分析植入位点与非植入位点的表达差异。图像分析依托Texas A&M大学影像分析平台完成。

主要研究结果

Sparc mRNA和蛋白在妊娠小鼠子宫内膜中的表达
GD5-6期间,Sparc mRNA特异性地富集于植入位点的蜕膜化子宫内膜基质细胞,而回避了腔上皮(LE)。免疫荧光显示SPARC蛋白与早期Gly-T细胞中的SPP1存在共表达。至GD9-10,SPARC持续表达于蜕膜区,同时在壁卵黄囊、Reichert膜及特定滋养层谱系中显现。这种时空特异性提示SPARC可能参与早期胚胎附着的微环境塑造。

SPARC与SPP1在胎盘发育中的协同表达
GD12-16的胎盘分析揭示,SPARC主要定位于迷路层滋养细胞和海绵层滋养细胞,而SPP1则在uNK细胞和Gly-T细胞中优势表达。值得注意的是,在发育中的软骨组织内,两种蛋白分别标记不同的软骨母细胞谱系,暗示它们可能通过互补方式调控软骨形成。

延迟植入模型中的表达调控
延迟激活实验表明,蜕膜化过程显著上调Sparc mRNA表达。与持续高表达的SPP1不同,SPARC的表达呈现明显的妊娠阶段依赖性,这种动态变化可能反映其对子宫微环境重塑的阶段特异性调控。

讨论与意义
该研究首次建立SPARC在小鼠妊娠中的完整表达图谱,揭示其与SPP1既存在协同又存在拮抗的复杂关系。在蜕膜化过程中,SPARC可能通过调节整合素粘附复合物(IACs)解体促进基质细胞重排;在胎盘发育中,二者通过差异表达模式共同调控滋养层细胞分化。特别在胎儿软骨形成中,SPARC与SPP1的分工协作可能通过调控MMPs(基质金属蛋白酶)活性影响胶原纤维组装。

这些发现为理解妊娠相关疾病(如子痫前期、胎儿生长受限)的发病机制提供了新视角。SPARC表达异常可能导致蜕膜血管重塑障碍,这与临床观察到的胎盘灌注异常高度相关。未来研究可进一步探索SPARC基因敲除模型中胶原纤维组装的分子细节,以及其与SPP1信号通路的交叉调控机制。该工作为开发靶向基质细胞蛋白的妊娠干预策略奠定了重要理论基础。

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