S100A11 是鈣結合蛋白 S100 家族的重要成員之一,在細胞內外發揮著多樣生物學效應,如調節 Ca2 +穩態、調整細胞支架結構等。鈣結合蛋白 S100A11 還可以作為細胞增殖調節器,通過其生物學效應調節腫瘤細胞增殖、侵襲及播散。
由于胚胎種植同腫瘤的發生與發展有類似的機制,且鈣結合蛋白 S100A11 在人類胎盤絨毛膜組織和子宮內膜組織均中有表達,因此推測 S100A11 可能對胚胎種植有一定的調控作用。本研究通過免疫組化觀察 S100A11 蛋白在子宮的分布,通過 Real - time PCR 和 Western Blot 方法分別監測S100A11mRNA 和蛋白在小鼠胚胎種植早期子宮中的表達,以期探討鈣結合蛋白 S100A11 在胚胎種植中的作用,為早期診斷胚胎種植障礙相關疾病和預測妊娠結局提供新的指標?,F報道如下。
1 實驗資料
1. 1 實驗動物
雌性成年健康未孕 SPF 級昆明小鼠 30 只\\( 許可證號為 SCXK\\( 軍\\) 2013 - 004\\) ,鼠齡 8 ~ 10 周,體質量35 ~ 40 g,連續觀察 2 個動情周期。按雌∶ 雄比例 3∶ 1 合籠,檢查到陰道栓確定為妊娠第 0 天。剖取子宮,漂洗后將子宮分為上中下 3 部分,一部分置于 4% 多聚甲醛溶液固定,切片。剩余放置在經 DEPC 處理的 EP 管中,-80 ℃保存,以備檢測mRNA 和蛋白。
1. 2 主要試劑
山羊抗鼠 S100A11 多克隆抗體\\( 博奧森\\) ;SP 免疫組織化學試劑盒\\( 中衫金橋\\) ; PCR 引物由北京鼎國公司合成。
1. 3 免疫組織化學\\( IHC\\)
常規石蠟包埋,切片厚度 4 ~ 6μm,按照 PV 免疫組化試劑盒說明書要求,脫蠟、梯度乙醇浸泡,0. 3% H2O2封閉 10 min,PBS 清洗,熱修復抗原,清洗,滴加 S100A11 多克隆抗體\\( 1∶ 300\\) ,4 ℃孵育過夜。PBS 清洗后滴加二抗 37 ℃孵育 45 min,PBS 清洗 3 ×5 min,DAB 顯色、脫水、透明、封片。
1. 4 實時熒光定量\\( Real - time PCR\\)
取 50 mg 的子宮組織,進行 S100A11mRNA 表達的檢測。S100A11 上游引物 5'-AGCGGGAAGGATGGAAAC - 3',下游引物 5' - GCTAAGCCAC-CAATGAGG - 3',擴增片長 191 bp; β - actin 為內參,其引物為上游 5'- CGTTGACATCCGTAACCTC -3',下游 5'- TAGGAGC-CAGGGCAGTAT - 3',擴增片長 89 bp。根據 Trizol 試劑盒說明勻漿并提取 RNA; 依照逆轉錄試盒說明書,取 RNA 溶液 5 μL在逆轉錄酶作用下成 cDNA; 然后以 cDNA 為模板進行實時定量總反應體系為 20 μL PCR,反應條件為 95 ℃ 15 s,62 ℃ 34s,72 ℃ 45 s,共 40 個循環,進行熒光檢測。
1. 5 蛋白免疫印記\\( Western blot\\)
取 50 mg 的子宮組織,進行 S100A11 蛋白表達的檢測。將組織加入蛋白裂解液,勻漿后冰上裂解 0. 5 h,離心取上清。BCA 法蛋白定量,100 ℃ 變性 9 min 備用。制備15% SDS - PAGE 凝膠,加樣后電泳至目的區域,轉膜 7. 5 min,牛奶封閉 1 h,加入一抗 4 ℃ 過夜。
TBST 洗膜后加二抗,37 ℃ 孵育 1 h。之后加入顯色劑,暗室膠片曝光、顯影、定影,掃描膠片并且保存圖片,分析條帶光密度值,將目的條帶與 β - actin 的光密度比值作為目的蛋白的相對表達量。
1. 6 統計學處理
采用 SPSS 16. 0 統計軟件進行分析處理。數據以均數 ± 標準差表示; 組間比較采用 F 檢驗,檢驗水準取 α =0. 05。
2 結 果
免疫組化結果發現,S100A11 蛋白主要分布在腺上皮和腔上皮中,而在間質細胞中表達呈弱陽性\\( 見圖 1 ~6\\) 。表明S100A11 蛋白主要在子宮內膜細胞中表達。Real - time PCR提示,S100A11mRNA 在小鼠子宮內膜圍著床期均有表達,其中妊娠第 4 天表達量明顯升高,為妊娠前的近 120 倍\\( P <0. 01\\) \\( 見圖 7\\) 。Western blot 結果提示 S100A11 蛋白在圍著床期子宮中均有表達,并在妊娠第 4 天、第 5 天明顯升高,與妊娠前比較有顯著性差異\\( P <0. 05\\) ,見圖 8?!緢D略】
3 討 論
“假惡性”的囊胚滋養層細胞與惡性腫瘤細胞在細胞增殖分化、侵襲信號轉導通路、血管侵蝕和新生血管形成、免疫逃逸及細胞凋亡等諸多方面有相似性。目前也有研究顯示多種腫瘤相關因子如 CD9、CD82 等在子宮內膜與胚胎中有規律性表達,提示它們可能參與了胚胎植入過程。
S100A11 是一種鈣結合蛋白,調節細胞內鈣動態平衡,轉導鈣依賴性的細胞調節信號,參與細胞的增殖、分化、細胞凋亡,在多種腫瘤組織中的活性都有改變,例如 S100A11 在乳腺癌、前列腺癌、NSCLC 表達上調,促進腫瘤侵襲與轉移。
最近研究表明,S100A11 在胎盤絨毛膜組織中有分布。在早期妊娠流產患者中,其胎盤絨毛膜組織 S100A11 蛋白表達明顯下調。S100A11 還在人類子宮內膜中有表達。在生殖障礙患者中,子宮內膜 S100A11 表達明顯下降。
本研究通過免疫組化方法發現 S100A11 蛋白主要分布在子宮內膜,通過 Real - time PCR 和 Western blot 方法發現S100A11mRNA 和蛋白在小鼠子宮內膜種植窗期表達量明顯上升。S100A11 的 表 達 增 多 與 胚 胎 植 入 的 同 步 性 提 示S100A11 可能是胚胎著床中的必需物質,且在胚胎著床過程中發揮重要作用。S100A11 作用的確切機制尚不清楚。劉欣梅研究發現,S100A11 靶向性 siRNA 處理后的子宮內膜細胞,滋養細胞球的黏附能力顯著降低,推測 S100A11 可能通過調節子宮內膜細胞黏附相關的骨架重構及 β - catenin 和NFkB 信號通路活性,影響子宮內膜細胞的運動與侵襲,調節胚胎在子宮內膜上的黏附與侵入,進而影響子宮內膜容受性的形成與胚胎植入的結局。因此,S100A11 有望成為臨床評價子宮內膜容受性和預測妊娠結局的標志性分子之一,可為早期診斷胚胎種植障礙相關疾病和預測妊娠結局提供新的指標。