基于BeWo细胞和HIV阳性孕妇胎盘的深度RNA分析揭示洛匹那韦/利托那韦治疗引发不良妊娠结局的分子机制

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Reproductive Toxicology 3.3

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  本研究针对中国HIV阳性孕妇一线用药洛匹那韦/利托那韦(LPV/r)与不良妊娠结局(APOs)的关联机制,通过BeWo细胞转录组学和胎盘蛋白质组学分析,发现LPV/r通过激活BAX/C-FOS/P53-MDM2通路诱发内质网(ER)应激、氧化应激及脂代谢紊乱,首次系统阐明其致APOs的分子机制,为优化抗逆转录病毒治疗方案提供重要依据。

  

【研究背景】
在全球范围内,HIV阳性孕妇使用联合抗逆转录病毒疗法(cART)虽能有效阻断母婴传播(MTCT),但蛋白酶抑制剂洛匹那韦/利托那韦(LPV/r)作为中国推荐的一线方案,却与自发流产、早产等不良妊娠结局(APOs)显著相关。这一现象在孕前即开始用药的群体中尤为突出,而欧美国家已将其移出妊娠期推荐药物名单。更令人担忧的是,LPV/r影响胎盘发育的具体分子机制始终是未解之谜——它究竟如何干扰滋养层细胞功能?又是通过哪些信号通路导致APOs?这些问题直接关系到全球数百万HIV阳性孕妇的用药安全。

武汉大学的研究团队在《Reproductive Toxicology》发表的研究中,首次采用"细胞模型+临床样本"双轨策略:一方面利用人绒毛膜癌来源的BeWo细胞系(保留滋养层细胞分化特性)进行剂量梯度实验,另一方面收集接受LPV/r或非LPV/r方案治疗的孕妇胎盘组织,通过多组学联用技术揭示了LPV/r的胎盘毒性机制。

【关键技术】
研究团队运用转录组测序分析LPV/r处理的BeWo细胞差异表达基因(DEGs),结合胎盘组织的蛋白质组测序鉴定差异表达蛋白(DEPs),通过GO和KEGG通路富集锁定关键生物学过程。采用流式细胞术检测细胞凋亡率,实时荧光定量PCR(qPCR)和免疫组化验证核心基因表达。临床样本来自武汉大学中南医院伦理委员会批准的HIV阳性孕妇队列(伦理批号200726)。

【研究结果】

  1. DEGs分析揭示剂量依赖性效应
    在10-50 μM LPV/r处理组中,BeWo细胞出现800-4000个DEGs,显著高于单用AZT/3TC对照组(仅2-3个DEGs)。特别值得注意的是,10 μM LPV/r即可诱导700余个基因异常表达,提示临床相关浓度即具显著生物学效应。

  2. 多组学交汇锁定核心通路
    转录组与蛋白质组数据共同显示:LPV/r显著激活内质网应激(ER stress)相关通路(如IRE1-XBP1分支),上调氧化应激标志物HMOX1表达2.1倍,并干扰PPARγ等脂代谢调控因子。胎盘组织中发现321个DEPs,其中脂蛋白代谢相关蛋白异常表达与BeWo细胞结果高度一致。

  3. 凋亡通路枢纽基因鉴定
    实验证实LPV/r使促凋亡因子BAX表达升高3.2倍,同时抑癌基因P53上调1.8倍而其负调控因子MDM2下调60%。这种"BAX/P53-MDM2失衡"通过流式检测得到验证——50 μM LPV/r处理组凋亡率达对照组的4.3倍。

  4. 临床样本验证关键靶点
    免疫组化显示LPV/r暴露胎盘组织中,凋亡标志物cleaved Caspase-3阳性率增加2.7倍,且ER应激标志蛋白GRP78表达与新生儿出生体重呈负相关(r=-0.42, P<0.05)。

【结论与意义】
该研究首次阐明LPV/r通过三重打击机制导致APOs:①直接激活BAX/P53-MDM2轴诱发滋养层细胞凋亡;②持续ER应激破坏胎盘屏障功能;③氧化应激与脂代谢紊乱形成恶性循环。这些发现为解释中国HIV孕妇APOs高发提供了分子层面的证据,提示需重新评估LPV/r在妊娠期的风险收益比。研究建立的"BeWo细胞-胎盘组织"研究范式,为其他抗病毒药物的胎盘毒性评估提供了方法论参考。

值得关注的是,团队发现10 μM LPV/r(相当于临床血药浓度)即可显著改变基因表达谱,这一剂量效应关系为制定妊娠期安全用药窗口提供了关键数据。尽管研究存在BeWo细胞系肿瘤来源的局限性,但其与临床样本结果的相互印证显著增强了结论的可靠性。未来需进一步开展类器官模型和前瞻性队列研究,以验证这些发现能否转化为临床实践指南的修订依据。

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