ICR小鼠胚胎发育过程中胎盘结构与基因表达的性别差异及其对妊娠结局的影响

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对ICR小鼠胎盘发育中的性别差异展开系统性探索,通过分析E8.5-E18.5胚胎期胎盘连接区(JZ)和迷路区(LAB)的形态学特征及基因表达谱,首次发现雌性胎鼠在E14.5阶段具有显著扩大的JZ区域及更高表达的Tpbpa、Psg17等JZ相关基因。该发现揭示了ICR小鼠特有的性别二态性发育模式,为理解胎盘分区功能与胎儿性别特异性发育关联提供了新视角,对解析神经发育障碍的性别偏好性具有潜在启示意义。

  

在哺乳动物生殖生物学领域,胎盘作为连接母体与胎儿的关键器官,其发育过程蕴含着诸多未解之谜。尽管小鼠已成为研究人类胎盘发育的重要模型,但关于不同品系小鼠胎盘存在的性别差异仍缺乏系统认知。尤其值得注意的是,流行病学研究显示男性胎儿更易出现宫内生长受限(IUGR)和自闭症谱系障碍(ASD),而女性则对抑郁症具有更高易感性——这些现象是否与早期胎盘发育的性别差异相关?来自大阪大学的研究团队Xinyi Man、Noriyoshi Usui等人在《Scientific Reports》发表的研究,通过对比ICR和C57BL/6J两种常用小鼠品系,揭示了胎盘连接区(Junctional Zone, JZ)在胚胎发育中期(E14.5)呈现的独特性别二态性。

研究团队采用组织形态计量学和qPCR技术,对E8.5至E18.5阶段的胎盘进行纵向分析。通过H&E染色明确区分胎盘三个功能分区:母体来源的蜕膜(Decidua, DEC)、富含糖原储存的JZ以及负责物质交换的迷路区(Labyrinth, LAB)。特别关注了JZ区域面积比例及Tpbpa、Psg17等标志基因的表达动态。

Sex difference in the developing placenta of ICR mice
研究发现ICR小鼠胎盘在E14.5出现显著性别差异:雌性胎盘的JZ绝对面积比雄性大23%,且JZ/(JZ+LAB)面积比例更高。这种差异具有发育阶段特异性,在其他检测时间点(E12.5-E18.5)均未出现。

Expression of JZ-associated genes in the placenta of ICR mice
分子水平分析显示,雌性胎盘在E14.5高表达JZ特征基因: spongiotrophoblast标记物Tpbpa表达量提升1.8倍,妊娠特异性糖蛋白Psg17增加2.1倍。血管生成因子Vegfa和泌乳素家族成员Prl3b1也呈现上升趋势,提示雌性胎盘可能通过增强内分泌功能优化妊娠环境。

Strain and sex difference in the placenta between ICR and C57BL/6J mice
对比实验发现C57BL/6J小鼠未出现类似性别差异,证实JZ扩张是ICR品系特有现象。这种品系特异性暗示遗传背景可显著影响胎盘发育模式,为解释不同小鼠模型间的表型变异提供了新依据。

该研究首次绘制了ICR小鼠胎盘发育的性别二态性图谱,揭示JZ作为"妊娠代谢中枢"可能通过以下机制影响胎儿发育:(1)糖原滋养细胞(glycogen trophoblast)提供更多能量储备;(2)Psg17介导的血管重塑优化母胎循环;(3)Prl3b1调控的母体代谢适应。这些发现为理解胎盘分区功能与神经发育障碍的性别偏好性建立了新联系——较小的雄性JZ可能增加其对宫内环境挑战的敏感性,这与临床观察到的男性胎儿更高IUGR风险相吻合。研究同时强调在利用小鼠模型时需要充分考虑品系差异,为后续探索胎盘介导的性别特异性发育编程提供了重要范式。

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