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细胞外囊泡伪基因LGMNP1通过上调LGMN诱导M2样巨噬细胞极化并作为卵巢子宫内膜异位症复发的新型预测生物标志物

期刊:Human ReproductionDOI:10.1093/humrep/deab266

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该研究由S.G. Sun、J.J. Guo、X.Y. Qu、X.Y. Tang、Y.Y. Lin、K.Q. Hua和J.J. Qiu共同完成,分别来自复旦大学附属妇产科医院和上海交通大学医学院附属仁济医院。研究于2022年3月发表在期刊*Human Reproduction*上。

学术背景
子宫内膜异位症(Endometriosis, EMS)是一种常见的妇科疾病,影响6-10%的育龄女性,其主要特征为子宫内膜组织在子宫腔外的异位生长。尽管其发病机制尚不明确,但已有研究表明,腹膜微环境中的巨噬细胞在EMS的进展中起到了关键作用,尤其是M2型巨噬细胞的极化。近年来,细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)在细胞间通讯中的作用逐渐被揭示,但其在EMS中的具体机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨一种新发现的伪基因legumain pseudogene 1(lgmnp1)是否通过EVs介导巨噬细胞M2极化,并评估其作为卵巢子宫内膜异位症复发预测生物标志物的潜力。

研究流程
研究分为体外实验和临床回顾性队列研究两部分。
1. 体外实验
- 细胞来源与培养:从两名卵巢EMS患者的异位子宫内膜组织中分离出异位子宫内膜基质细胞(Ectopic Endometrial Stromal Cells, Ecto-ESCs),并通过免疫细胞化学染色验证其纯度。
- EVs的提取与鉴定:从Ecto-ESCs中提取EVs,使用纳米颗粒追踪分析(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)和蛋白质印迹(Western Blotting)对EVs进行表征。
- EVs的摄取实验:将PKH67标记的EVs与THP-1细胞(一种广泛使用的人类巨噬细胞模型)共培养,通过荧光显微镜观察EVs的摄取情况。
- 巨噬细胞极化检测:通过实时定量PCR(Quantitative Real-Time PCR, qRT-PCR)和蛋白质印迹分析M1(CD86)和M2(CD206)标志物的表达变化,评估EVs对巨噬细胞极化的影响。
- lgmnp1的功能验证:通过过表达lgmnp1和敲低其母基因lgmn,研究lgmnp1在巨噬细胞极化中的作用机制。

  1. 临床研究
    • 样本收集:收集2013年至2017年间52名卵巢EMS患者和21名对照者的术前血清样本,并进行长期随访。
    • lgmnp1表达检测:使用qRT-PCR检测血清EVs中lgmnp1的mRNA表达水平。
    • 生存分析:通过Kaplan-Meier和多变量Cox回归分析评估血清lgmnp1与EMS复发的关系,并构建预测复发的nomogram模型。

主要结果
1. 体外实验结果
- EVs成功从Ecto-ESCs中提取,并显示出典型的球形形态,直径在50-150 nm之间。
- EVs能够被THP-1细胞有效摄取,并诱导其向M2型巨噬细胞极化,表现为CD86表达下降和CD206表达上升。
- 在缺氧条件下,EVs诱导的M2极化进一步增强,且lgmnp1在EVs和THP-1细胞中的表达显著升高。
- 过表达lgmnp1显著增加了THP-1细胞中lgmn的表达,而敲低lgmn则逆转了M2极化效应,表明lgmnp1通过上调lgmn促进巨噬细胞M2极化。

  1. 临床研究结果
    • 血清EVs中lgmnp1的表达在复发患者中显著高于对照组和非复发患者。
    • 高表达的血清lgmnp1与不孕、盆腔粘连和EMS复发显著相关。
    • 生存分析显示,血清lgmnp1是EMS复发的独立预测因子,基于其构建的nomogram模型具有良好的预测效能(C-index = 0.836)。

结论
该研究揭示了EVs介导的lgmnp1在EMS进展中的重要作用,阐明了其通过上调lgmn促进巨噬细胞M2极化的分子机制。此外,血清lgmnp1作为一种新型非侵入性生物标志物,在预测卵巢EMS复发方面展现出良好的临床应用潜力。

研究亮点
1. 重要发现:首次揭示了EVs介导的lgmnp1在EMS进展中的作用机制,并验证了其作为复发预测标志物的价值。
2. 方法创新:通过过表达和敲低实验,明确了lgmnp1与lgmn在巨噬细胞极化中的功能关系。
3. 临床意义:构建的nomogram模型为EMS复发的个体化预测提供了新的工具。

其他价值
该研究为EMS的发病机制提供了新的视角,并为开发针对EVs和lgmnp1的靶向治疗策略奠定了基础。此外,研究还强调了缺氧微环境在EMS进展中的重要性,为未来的研究提供了新的方向。

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