circ_0078619通过miR-6795-5p靶向调控PTPN1影响妊娠期糖尿病滋养细胞胰岛素抵抗的机制研究

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妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)患病率逐年上升,影响母亲及子代的近期及远期健康。胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是GDM较为公认的病理生理基础。研究发现环状RNA(circularRNA,circRNA)参与IR相关疾病的发生发展,如2型糖尿病、代谢综合征等,但circRNA参与GDM相关IR的机制研究相对空白。胎盘在GDM的IR中发挥重要作用,在GDM胎盘中发现了大量circRNA的差异表达。探究circRNA对GDM滋养细胞IR的影响有助于阐明GDM相关IR的机制和寻找新的治疗靶点。研究目的:本研究首先要筛选出与GDM胰岛素抵抗密切相关的circRNA,预测并验证其竞争性结合的miRNA以及参与IR调控的靶基因,以探究GDM胎盘滋养细胞IR的机制和新的治疗靶点。研究方法:1、生物信息学方法预测胎盘差异表达circRNA和微小RNA(microRNA,miRNA)的特异结合靶点,构建交互作用网络,通过GO和KEGG分析对网络中miRNA的靶基因进行功能注释和相关的生物学途径分析;通过实时定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain,qRT-PCR)在18例胎盘组织(正常健康孕妇9例和GDM孕妇9例)对网络中可结合≥2个miRNA的circRNA进行初步验证。2、取84例胎盘组织(正常健康孕妇42例和GDM孕妇42例),应用qRTPCR、荧光探针原位杂交、免疫荧光、免疫组化和免疫印迹检测胎盘组织中circ_0078619、miR-6795-5p、PTPN1和IRS1/PI3K/Akt通路的表达;RNase R消化实验和琼脂糖凝胶电泳进一步验证circ_0078619的环形结构;应用Pearson相关分析明确circ_0078619与体重和血糖的相关性。3、应用HTR-8/SVneo细胞构建滋养细胞IR模型;双荧光素酶报告基因验证circ_0078619和PTPN1与miR-6795-5p的结合关系,双荧光原位杂交验证circ_0078619和miR-6795-5p在滋养细胞细胞质的共表达;qRT-PCR、免疫印迹检测滋养细胞内circ_0078619、miR-6795-5p、PTPN1和IRS1/PI3K/Akt通路的表达;使用shRNA、miRNA mimics、miRNA inhibitor、质粒转染或共转染HTR-8/SVneo细胞;葡萄糖摄取实验检测滋养细胞的IR水平。结果:1、构建了GDM相关circRNA-miRNA互作网络,网络由16个circRNA、18个miRNA和40条边组成。功能富集发现,富集的通路包含参与GDM相关IR的重要通路,如胰岛素信号通路、雷帕霉素靶蛋白通路和腺苷酸活化蛋白激酶通路。经qRT-PCR验证,在可结合≥2个miRNA的circRNA中,circ_0078619和circ_0087961在GDM胎盘中差异表达。生信分析提示,circ_0078619可能通过miR-6795-5p/PTPN1负向调控胰岛素信号通路。2、与糖耐量正常的妊娠妇女相比,GDM胎盘组织中circ_0078619和PTPN1的表达水平上调,miR-6795-5p下调,IRS1、Akt的磷酸化水平降低;circ_0078619呈环形结构,且circ_0078619与孕期体重增加、OGTT时间-血糖曲线下面积及临产前空腹血糖正相关。3、成功构建了滋养细胞IR模型;circ_0078619与PTPN1均可结合miR-6795-5p,circ_0078619和miR-6795-5p在滋养细胞质中共定位;circ_0078619和PTPN1在IR的滋养细胞中表达升高,miR-6795-5p下调;circ_0078619可通过miR-6795-5p调控PTPN1的表达;敲低circ_0078619可部分逆转IR导致的葡萄糖摄取减少和IRS1、Akt磷酸化水平降低,而这种逆转可被共转染miR-6795-5p抑制剂抵消;过表达miR-6795-5p后,IR导致的葡萄糖摄取减少和降低的IRS1、Akt磷酸化水平可部分恢复,而共转染PTPN1可抵消这些改变;加入miR-6795-5p抑制剂后葡萄糖摄取进一步减少,IRS1、Akt磷酸化水平进一步降低。结论:circ_0078619在GDM胎盘中表达升高,circ_0078619可作为一种ceRNA,通过miR-6795-5p靶向PTPN1影响GDM滋养细胞IR,为GDM的病理机制研究提供新的途径和治疗靶点。
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