《Frontiers in Immunology》:Differential expression of complement Properdin and Factor H in the placentae and umbilical cords of mothers with Preeclampsia, Gestational Diabetes Mellitus and Recurrent Pregnancy Loss
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本综述聚焦补体替代通路关键调控因子Properdin(上调因子)和Factor H(FH,下调因子)在子痫前期(PE)、妊娠期糖尿病(GDM)及复发性流产(RPL)患者胎盘与脐带中的表达谱。研究通过组织学、RT-qPCR、蛋白质印迹(WB)及免疫组化(IHC)技术,揭示了Properdin在三种疾病胎盘组织中均显著上调,而FH在PE和RPL中下调、在GDM中上调的差异性表达模式,并关联检测了C3、C5水平,为理解补体系统失衡在妊娠并发症中的作用提供了新视角,提示其作为潜在生物标志物或治疗靶点的可能性。
背景
补体系统是先天免疫的重要组成部分,在妊娠和分娩过程中扮演关键角色。Properdin和Factor H (FH) 是补体替代通路(Alternative Pathway, AP)中两个作用相反的调控蛋白:Properdin通过稳定C3转化酶(C3bBb)来上调AP活性,促进炎症反应;而FH则通过降解C3b、抑制C3转化酶形成来负向调控AP,防止过度炎症和组织损伤。胎盘和脐带(Umbilical Cord, UC)作为母胎界面的重要结构,其局部补体平衡对维持正常妊娠至关重要。本研究旨在探讨Properdin和FH在子痫前期(Preeclampsia, PE)、妊娠期糖尿病(Gestational Diabetes Mellitus, GDM)和复发性流产(Recurrent Pregnancy Loss, RPL)患者胎盘及脐带组织中的表达差异,以揭示补体调控失衡在这些妊娠并发症中的潜在作用。
材料与方法
研究设计及样本采集于2020年至2024年间,从印度西孟加拉邦的Maharaja Jitendra Narayan医学院附属医院招募20-30岁的孕妇。共设立四个研究组:PE组(n=6)、GDM组(n=4)、RPL组(n=4)和正常健康妊娠(Normal, N)对照组(n=6)。PE、GDM和RPL的诊断均遵循相关国际指南。收集足月(PE、GDM、N组)或早孕期(RPL组)的胎盘(包括绒毛膜绒毛和蜕膜)及脐带组织。部分组织用于RNA和蛋白质提取,部分进行福尔马林固定用于组织学分析。
组织学分析采用苏木精-伊红(H&E)和Masson三色(MT)染色观察组织形态和胶原沉积。基因表达水平通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测Properdin和FH的mRNA水平,以β-肌动蛋白(β-actin)作为内参基因,采用ΔΔCT法进行相对定量。蛋白质表达水平通过蛋白质印迹(Western Blot, WB)分析Properdin、FH以及补体成分C3和C5的含量,使用ImageJ软件进行光密度定量分析,以α-微管蛋白(α-tubulin)或β-肌动蛋白标准化。免疫组织化学(IHC)用于定位和半定量分析Properdin和FH在胎盘组织中的表达分布,通过IHC profiler插件计算H评分。统计学分析采用非参数Mann-Whitney检验,p < 0.05认为有统计学意义。
结果
组织病理学特征:与正常胎盘(N)相比,PE和GDM胎盘显示胎儿毛细血管增厚、大量纤维素样沉积和合体细胞结增多。MT染色显示PE和GDM胎盘胎儿毛细血管周围和绒毛间质内有致密的胶原沉积(蓝色),提示纤维化病变。RPL胎盘(早孕期)则显示蜕膜内血管扩张、纤维素样沉积和绒毛间出血,并伴有广泛的胶原沉积。
Properdin和FH的mRNA表达:在胎盘组织中,PE和GDM组的Properdin mRNA表达均显著高于N组。FH mRNA在PE胎盘中显著低于N组,而在GDM胎盘中显著高于N组。在脐带组织中,PE-UC和GDM-UC的Properdin mRNA表达也显著高于正常脐带(N-UC)。FH mRNA在PE-UC中显著降低,在GDM-UC中显著升高。
Properdin和FH的蛋白表达:WB结果与mRNA趋势一致。PE和GDM胎盘组织的Properdin蛋白水平显著高于N组。FH蛋白在PE胎盘中显著降低,在GDM胎盘中显著升高。在脐带组织中,PE-UC和GDM-UC的Properdin蛋白水平与N-UC相比无显著差异;而FH蛋白在PE-UC中显著降低,在GDM-UC中显著升高。
免疫组化定位:IHC显示,Properdin在PE和GDM胎盘的合体滋养层和合体细胞结区域表达强度显著高于N组。FH在PE胎盘中表达极低,几乎检测不到;而在N和GDM胎盘中,FH定位于合体滋养层、胎儿血管内皮和绒毛间质。GDM胎盘同时呈现高Properdin和高FH表达。
补体成分C3和C5的表达:在胎盘组织中,PE组的C3和C5蛋白水平均显著高于N组,提示补体过度激活。GDM胎盘的C3和C5水平与N组无显著差异。在脐带组织中,PE-UC和GDM-UC的C3蛋白水平均显著低于N-UC,而C5蛋白水平在三组间无显著差异。
RPL样本分析:与足月健康胎盘(N)相比,早孕期RPL胎盘的Properdin、C3和C5蛋白表达显著升高,而FH的mRNA和蛋白水平均显著降低,其模式与PE相似,提示补体激活失调。
讨论
本研究发现Properdin在PE、GDM和RPL胎盘组织中均显著上调,这可能加剧局部的炎症环境。PE和RPL胎盘的特征是Th1/Th2细胞因子失衡、中性粒细胞浸润及中性粒细胞胞外诱捕网(NETosis)增加,活化的中性粒细胞是Properdin的重要局部来源。Properdin的过表达可通过稳定C3转化酶放大替代通路,导致C3a、C5a等过敏毒素生成和膜攻击复合物(MAC)形成,促进炎症和组织损伤。在PE和RPL中,伴随Properdin上调的是FH的下调和C3/C5的升高,明确指向补体替代通路的过度激活。
然而,在GDM中观察到不同的模式:尽管Properdin升高,但FH同样升高,而C3和C5水平未见显著变化。这表明GDM中的补体可能未发生经典途径的过度激活。GDM与代谢紊乱、胰岛素抵抗密切相关,脂肪组织也可产生FH。GDM中FH的上调可能是一种保护性反应,以抑制补体激活,而Properdin的升高可能通过补体非依赖性途径发挥作用,例如直接作为调理素或与自然杀伤(NK)细胞受体相互作用,参与免疫调控。
研究的局限性包括RPL组缺乏孕周匹配的对照(使用足月胎盘作为对照),样本量相对较小,以及未进行功能性补体活性测定。然而,本研究首次在三种重要妊娠并发症中平行比较了Properdin和FH的表达,揭示了其在母胎界面补体平衡调控中的差异性,为未来探索其作为诊断标志物或治疗靶点(例如,针对Properdin的抑制或FH的补充疗法)奠定了基础。
结论
Properdin在PE、GDM和RPL胎盘中的高表达可能加剧胎盘炎症反应,参与疾病病理过程。FH在PE和RPL中的低表达可能导致补体替代通路调控失效和过度激活,而在GDM中的高表达则可能起到补偿性保护作用。因此,Properdin和FH的平衡对维持正常妊娠至关重要,其表达失调是妊娠并发症的重要特征。深入阐明其调控机制有望为PE、GDM和RPL的补体靶向干预策略提供新思路。