糖皮质激素诱导的跨代遗传性肾小球硬化表型：GR/DNMT3a介导的lncRNA-Meg3/Notch信号通路机制研究

本研究揭示了产前地塞米松暴露(PDE)通过GR/DNMT3a介导的lncRNA-Meg3启动子区DNA甲基化异常，抑制Notch信号通路，导致子代F1-F3雌性大鼠出现胎儿肾发育不良和成年肾小球硬化的跨代表型。研究人员通过建立PDE大鼠模型，结合全转录组测序和表观遗传学分析，首次证实Meg3表达异常可通过卵母细胞跨代传递，为理解糖皮质激素发育毒性及其跨代遗传机制提供了新视角。该发现为临床妊娠期糖皮质激素使用的安全性评估提供了重要实验依据。

　　

在临床实践中，地塞米松作为糖皮质激素的典型代表，被广泛用于有早产风险的孕妇以促进胎儿肺成熟。然而随着COVID-19疫情期间地塞米松使用量的激增，胎儿药物暴露风险显著增加。更令人担忧的是，越来越多的证据表明，产前糖皮质激素暴露可能通过"健康与疾病的发育起源"(DOHaD)机制，导致子代多种器官发育异常并增加成年期慢性疾病易感性。其中，肾脏作为对宫内环境异常高度敏感的器官，其发育过程受到干扰可能导致终身肾功能障碍。但迄今为止，关于产前地塞米松暴露(PDE)是否会引起肾脏发育毒性的跨代遗传效应，特别是其分子机制仍不清楚。

武汉大学基础医学院药理学系的研究团队在《Cell Communication and Signaling》发表的研究成果，首次系统揭示了PDE诱导的肾小球硬化表型具有母系跨代遗传特征，并阐明了GR/DNMT3a/Meg3/Notch信号通路在这一过程中的核心调控作用。研究人员通过建立GD9-20孕期地塞米松暴露(0.2 mg/kg·d)的大鼠模型，采用全转录组测序、亚硫酸氢盐测序PCR(BSP)、免疫荧光等技术，结合原代后肾间充质干细胞(MMSCs)体外实验，系统评估了F1-F3代子代的肾脏表型和分子机制。

研究主要采用以下关键技术方法：建立PDE大鼠模型模拟临床中晚期妊娠糖皮质激素暴露场景；通过组织病理学分析和电镜观察评估肾脏发育状态；采用全转录组测序筛选差异表达基因；运用BSP技术检测Meg3启动子区DNA甲基化状态；通过原代MMSCs培养进行体外机制验证；采用siRNA干扰和质粒过表达等技术进行分子机制解析。

PDE导致F1雌性子代肾脏发育异常和肾小球硬化
研究发现PDE组F1代雌性胎鼠(GD20)肾脏皮质区和生肾区宽度显著缩短，出现肾小球萎缩和鲍曼囊腔扩大等发育异常。透射电镜显示足细胞足突融合，同时足细胞标志物Nephrin、Podocin和Synpo mRNA表达显著降低。成年期(PW28)子代出现局灶节段性肾小球硬化，表现为肾小球基底膜增厚、细胞外基质沉积，血清肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)水平显著升高，证实肾功能受损。

PDE诱导的肾脏表型具有母系跨代遗传特征
引人注目的是，这种肾脏发育毒性在F2和F3代雌性子代中持续存在。F2代雌性成年鼠表现出与F1代相似的肾功能障碍和肾小球硬化指数(GSI)升高，F3代虽然BUN变化不显著，但血清Cr水平仍明显异常。组织学分析显示F2/F3代胎鼠肾脏同样存在皮质区变薄、肾小球发育不良等表型，但值得注意的是，这种跨代遗传效应表现出明显的性别差异，仅在雌性后代中持续至F3代。

Meg3异常表达通过卵母细胞跨代传递
全转录组测序发现印记基因lncRNA Meg3是PDE组最显著上调的非编码RNA。进一步验证显示Meg3在F1-F3代雌性胎肾中持续高表达，且与足细胞标志物表达呈显著负相关。BSP分析显示Meg3启动子区CpG岛3(近转录起始点区域)甲基化水平在F1-F3代胎肾中均显著降低。特别重要的是，在F1和F2代子代的卵母细胞中也检测到Meg3表达增加，提示其可能作为遗传信息载体参与表型跨代传递。

Meg3通过抑制Notch信号通路介导肾脏发育异常
研究发现PDE组F1-F3代胎肾中Notch信号通路关键分子Notch1、Notch2和下游靶基因Hes1表达均显著下调。体外实验证实，地塞米松以浓度依赖性方式上调MMSCs中Meg3表达，同时抑制Notch通路活性；而使用Meg3 Smart Silencer敲低Meg3表达可逆转这种抑制作用，证实Meg3是Notch通路的上游调控因子。

GR/DNMT3a介导Meg3表观遗传调控
机制研究表明，地塞米松通过激活GR并促进其核转位，抑制DNA甲基转移酶DNMT3a表达，导致Meg3启动子区低甲基化和转录激活。在MMSCs中过表达DNMT3a可逆转地塞米松诱导的Meg3上调和Notch通路抑制；而GR siRNA处理则能恢复DNMT3a表达并阻断Meg3激活，证实GR/DNMT3a是Meg3表观遗传调控的关键介质。

这项研究首次证实PDE可通过GR/DNMT3a/Meg3/Notch信号轴诱导肾脏发育毒性，并揭示该表型可通过母系生殖细胞跨代传递至F3代。这一发现为理解糖皮质激素发育毒性的表观遗传机制提供了新视角：一方面，DNMT3a表达抑制导致的Meg3启动子区低甲基化可能是跨代表观遗传记忆形成的关键；另一方面，Notch信号通路作为肾脏发育的核心调控网络，其受Meg3抑制可能是肾小球硬化发生的分子基础。研究还揭示了性别特异性跨代遗传的复杂特征，为临床评估妊娠期糖皮质激素使用风险提供了重要理论依据。特别值得注意的是，在COVID-19后疫情时代，妊娠期糖皮质激素使用指征扩大可能带来新的公共卫生挑战，这项研究为制定相关用药指南和早期干预策略提供了科学依据。