母马胚胎着床时不同滋养层群体转录组与甲基组的比较分析

《BMC Genomics》：Comparative analysis of the transcriptome and methylome in distinct trophoblast populations at the time of embryo implantation in mares

滋养层分化调控机制研究：比较妊娠33-42天侵袭性绒毛膜（CG）与非侵袭性全能性绒毛膜（ALC）的转录组与甲基组，发现ALC富集TGF-β通路相关基因，促进调节性巨噬细胞极化，CG高表达NLRC5调控MHC I表达，且B2M甲基化差异提示表观遗传调控在滋养层附着和免疫耐受中起关键作用。

　　

摘要

背景

在马匹的着床过程中，可以识别出两种不同的滋养层亚群：侵袭性的绒毛膜带（CG）和非侵袭性的尿囊绒毛膜。据认为，侵袭性的CG滋养层能够调节母体的免疫反应，并有助于胚胎附着在子宫内膜上，而尿囊绒毛膜则在不破坏子宫内膜的情况下参与胎盘的发育。然而，这两种细胞谱系在黏附和免疫调节方面的差异机制仍不明确。本研究旨在通过比较着床前后（即妊娠第33天至第42天）CG和尿囊绒毛膜滋养层的转录组及甲基组，来探讨滋养层附着、发育以及免疫耐受维持的生物学过程调控机制。

结果

无论妊娠何时，尿囊绒毛膜（n=4）都富含TGFB及其受体TGFBR1和TGFBR2。在整个着床期间，尿囊绒毛膜中调节性巨噬细胞标志物（如IL33、PLG-RKT和CD163）的表达增加，同时TFEB和SERPINB9的表达也上调。侵袭性CG（CG33，n=4）中MHC I的转录调节因子NLRC5的表达水平高于非侵袭性尿囊绒毛膜（ALC33，n=4）。值得注意的是，从妊娠第33天到第42天，尿囊绒毛膜中NLRC5的表达水平下降。此外，编码MHC I轻链的Beta-2微球蛋白（B2M）在尿囊绒毛膜中发生了过度甲基化。多个基因（包括CAVIN1、LHB和INSR）在两种滋养层类型之间存在表达和甲基化的差异，而其他基因（如IFNGR1和CD177）在着床期间表现出不同的调控模式。基因本体论和通路分析显示，差异表达和甲基化的基因主要涉及对着床至关重要的生物学过程和通路，包括细胞迁移和黏附、TGFB信号传导、纤维化、伤口愈合以及白细胞渗出。

结论

IL33和CD163表达的增加表明，尿囊绒毛膜可能促进巨噬细胞向调节性表型的转化，从而调节局部免疫环境。TFEB可能参与尿囊绒毛膜的类固醇生成活性及其功能成熟。CG与尿囊绒毛膜之间基因甲基化的空间和时间差异表明，表观遗传调控在滋养层侵入和子宫内膜附着过程中起作用。最后，B2M的过度甲基化以及NLRC5的表达差异表明，在马匹着床过程中，MHC I的表达受到表观遗传和转录水平的调控。