抽象的

糖皮质激素对胎儿器官成熟至关重要，也是产前糖皮质激素治疗的基础，该治疗已显著降低了早产相关并发症（如呼吸窘迫综合征 (RDS)）的发生率。然而，即使采用产前糖皮质激素治疗，新生儿并发症仍然是一个临床挑战。目前认为，不良的宫内环境会扰乱糖皮质激素受体 (GR) 的稳态，但其生物学机制仍不甚明了。因此，我们旨在研究来自两个独立早产队列的脐带血免疫细胞的体外糖皮质激素敏感性，以确定其与新生儿并发症的关联，并揭示糖皮质激素稳态失调的潜在机制。在第一个队列中，将解冻的脐带血单核细胞在脂多糖 (LPS) 存在下暴露于倍他米松 4 小时。在第二组实验中，新鲜分离的白细胞在未刺激和LPS刺激条件下用地塞米松处理48小时。通过qPCR、免疫印迹、流式细胞术和ELISA检测GR亚型表达以及转录激活和转录抑制基因的调控。在两组实验中，均观察到新生儿发病率增加导致GR表达降低，尤其是GRα亚型，但这种降低仅随培养时间延长而出现，在新鲜分离的细胞中未观察到。在发病组中，体外糖皮质激素介导的促炎基因IL-6和TNF的转录抑制也受到抑制。相反，所有样本的基础免疫细胞分布以及糖皮质激素反应元件（GRE）依赖性基因GILZ和FKBP5的转录激活均无显著差异，与新生儿发病情况无关。这些研究结果表明，新生儿疾病的发生与出生后早期糖皮质激素受体（GR）功能障碍有关，而这种功能障碍可能在子宫内就已经被预先设定。此外，在GR数量减少的情况下，经典的转录激活功能似乎得以保留，而更复杂的调控机制（例如转录抑制）则受到抑制。

关键词：

糖皮质激素敏感性；新生儿发病率；脐带血单核细胞；白细胞；脂多糖；地塞米松；倍他米松

1. 引言

在妊娠晚期，胎儿和母体皮质醇水平会激增，这对胎儿发育和包括肺、脑、心脏、肾脏和免疫系统在内的多种器官的成熟至关重要，使胎儿为宫外生活做好准备[ 1 , 2 ]。鉴于此，在妊娠28至34周之间进行的产前糖皮质激素治疗（ACS）已成为降低早产相关并发症（如呼吸窘迫综合征（RDS）、支气管肺发育不良（BPD）、脑室内出血（IVH）和坏死性小肠结肠炎（NEC））的基石疗法[ 3 ]。然而，尽管ACS已广泛应用，但早产相关并发症仍然是早产儿群体面临的主要临床问题[ 4 ]。目前，我们对调节围产期内源性糖皮质激素敏感性的宫内环境和遗传因素的理解仍不完全。早产儿常暴露于多种宫内应激因素，例如缺氧、感染、生长受限以及母体代谢性疾病（肥胖和糖尿病），所有这些都可能损害胎儿糖皮质激素信号传导，并减弱内源性和合成糖皮质激素的促成熟作用[ 1 ]，这可能导致新生儿并发症风险增加和/或对围产期糖皮质激素治疗的反应降低。事实上，这些与胎儿糖皮质激素失调相关的妊娠并发症也是新生儿疾病（例如呼吸窘迫综合征）的危险因素[ 3 , 4 ]。

糖皮质激素的作用主要由糖皮质激素受体 (GR) 介导，GR 发挥广泛的基因组和非基因组作用 [ 5 , 6 ]。GR 结构多样，具有多种 mRNA 剪接变体和蛋白质亚型，可调节组织特异性的糖皮质激素反应 [ 5 ]。主要的活性亚型是 GRα，占所有亚型的 80-90%，由于核糖体泄漏分流，GRα 可翻译成各种大小的蛋白质 [ 7 ]。主要的活性 GR 蛋白亚型是 GRα-A、-B 和 -C，而 GRα-D 的活性降低，并表现出不同的基因调控 [ 5 , 6 ]。此外，GR mRNA 亚型 GRβ、GRP 和 GRγ 被认为可以抑制 GRα 的作用，尽管它们在组织上具有特定的亚细胞活性 [ 5 , 6 ]。糖皮质激素受体（GR）的基因组作用涉及配体结合的受体转位至细胞核，并在细胞核内通过两种主要过程调控基因表达：一是反式激活，涉及GRα同源二聚化并与DNA共识糖皮质激素反应元件（GRE）结合；二是反式抑制，最初认为其主要通过与其他促炎转录因子（如NF-κB和AP-1）的蛋白质-蛋白质相互作用发生[ 5 , 6 ]。近期研究以基因特异性的方式发现了其他GRα单体介导的反式抑制机制，例如隐蔽的GRE结合[ 8 , 9 ]和辅因子竞争[ 10 ]。总而言之，GR亚型的结构多样性以及特定的细胞环境共同导致了组织和环境特异性糖皮质激素反应的差异。

体外外周血单核细胞 (PBMC) 常被用作研究内源性糖皮质激素敏感性与多种成人和儿童疾病之间关联的便捷模型 [ 11 , 12 ]。在这些研究中，糖皮质激素敏感性通常通过糖皮质激素受体 (GR) 表达和/或体外功能检测（例如基因表达调控或细胞增殖）进行评估。这些方法已证实疾病与 GR 表达和/或功能降低之间存在显著关联 [ 11 , 12 ]。重要的是，这些研究也极大地增进了我们对糖皮质激素敏感性的遗传、疾病和生理特异性决定因素的认识，这些决定因素与疾病进展以及合成糖皮质激素反应相互作用 [ 11 , 12 ]。同样，脐带血单核细胞 (CBMC) 和新生儿 PBMC 中 GR 的表达和功能也已在早产及其相关疾病中得到研究。在该领域，糖皮质激素受体（GR）下调被发现与呼吸窘迫综合征（RDS）的严重程度相关，在患有致命性疾病的新生儿的外周血单核细胞（PBMC）、肺和肝脏中均未检测到GR，而在中度RDS患儿中GR水平降低了57%[ 13 , 14 , 15 ]。有趣的是，在新生儿脐带血单核细胞（CBMC）中并未观察到GR蛋白表达降低，这表明GR下调是RDS的结果而非原因。关于CBMC的研究结果仍然不一，一些研究报告GRα mRNA水平降低，而另一些研究则未发现显著差异[ 16 , 17 , 18 ]。这些研究主要关注GR mRNA或蛋白水平，而未评估GR功能，也未报告RDS的严重程度[ 16 , 17 , 18 ]。此外，目前仅有Bessler及其同事研究了体外糖皮质激素受体（GR）功能，他们发现早产儿脐带血单核细胞（CBMC）中IL-6和IL-1β的地塞米松转录抑制作用较足月新生儿降低[ 19 ]，但并未探讨其与新生儿发病率的关联。总而言之，需要开展进一步研究，以填补早产儿围产期糖皮质激素敏感性功能障碍的上游决定因素和下游后果方面的关键知识空白。

在本研究中，我们探讨了离体脐带血免疫细胞对糖皮质激素的敏感性与新生儿发病率之间的关联。我们假设早产相关疾病与离体糖皮质激素受体（GR）表达和功能的降低有关。支持这一假设的理论依据是，不良的宫内环境，例如胎盘功能不全和糖尿病，会通过表观遗传机制扰乱GR的生理功能。我们采用综合实验方法，在mRNA和蛋白水平上研究了GR亚型的表达，以及GR的功能，后者通过糖皮质激素调节候选基因转录和免疫细胞存活的能力来衡量。我们选择FKBP5和GILZ作为对糖皮质激素介导的转录激活敏感的经典基因，而选择IL6、TNF和ICAM1作为糖皮质激素介导的转录抑制的代表性候选基因。此外，这些细胞因子还与新生儿疾病（如 RDS 和 BPD）的发病机制有关[ 20 , 21 , 22 ]。

来源：MDPI

原文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/26/21/10686