临床医学基础研究-Nature子刊┃人体胎盘组织内线粒体能量

子痫前期影响1-5%的妊娠，估计全世界每年造成70，000-80，000例孕产妇死亡和500，000例围产期死亡。子痫前期的治疗选择非常有限，只能通过分娩治愈。因此，这种疾病可能需要早产，这本身就会影响后代健康状况。子痫前期是一种非常严重的妊娠期te有疾病。严重程度差异很大，轻度子痫前期通过产科干预可以达到足月而重度子痫前期通常需要早产。作者的目标是确定是否在足月妊娠和早产妊娠中，胎盘在子痫前期本质上是不同的，并探索潜在的适应机制。

澳大利亚布里斯班 ，格里菲斯大学，Olivia J. Holland（主要致力于胎盘线粒体在妊娠期中的作用。目前在研项目有：胎盘线粒体在妊娠期糖尿病中的作用，曾发现线粒体在妊娠并发症足月子痫前期中的适应性改变机制。），以及澳大利昆士兰大学，化学与分子生物科学学院，Marloes Dekker Nitert 博士（目前研究方向：孕期微生物组、妊娠并发症、妊娠期表观遗传改变。）共同发表了题为“Placental mitochondrial adaptations in preeclampsia associated with progression to term delivery”一文，文章中指出足月的子痫前期胎盘抗氧化活性增加，抗氧化剂H2O2产生增多，而早产的子痫前期胎盘与足月的子痫前期胎盘相比H2O2的产生减少、超氧化物歧化酶的功能降低；在线粒体分裂/融合标志物、细胞凋亡、线粒体复合物等多方面都受到不同程度的破坏。足月的子痫前期胎盘线粒体呼吸和含量增加，但线粒体的呼吸储备能力较低。达到足月的子痫前期胎盘显示出多种适应性，而早产子痫前期胎盘并不存在该适应性。增加抗氧化活性，线粒体融合和抑制凋亡标志物的表达，可能与挽救损伤的线粒体有关。体外缺氧/复氧后的反应表明，氧气供应是胎盘线粒体适应的关键。子痫前期胎盘中的活性氧信号可能在一定水平上触发代偿性抗氧化和线粒体反应，当存在细胞器水平功能障碍时，允许组织水平维持功能。

本文使用奥地利Oroboros O2k多样本能量代谢系统对人体胎盘组织的组织块进行检测，其具体检测如下：

组织样本：胎盘组织

样本处理过程及添加试剂

组织样品的质膜在冰上用1mL BIOPS溶液中的50μg/mL皂苷渗透30分钟，在MiR05呼吸培养基中在冰上洗涤两次，每次10分钟。在测量线粒体呼吸时，37°C下，将10-20mg湿重的组织添加到含有MiR05的O2k检测室中。通过添加ETS底物和抑制剂来确定特定呼吸状态的活性；添加丙酮酸、谷氨酸和苹果酸以确定复合物I (CI)介导的质子漏呼吸，然后通过添加ADP来检测复合物I的氧化磷酸化水平。然后加入细胞色素C以测试线粒体外膜是否破裂。通过加入琥珀酸盐检测复合物II (CII)OXPHOS水平，然后滴定解偶联剂CCCP研究ETS，添加鱼藤酮以抑制CI，从而研究CII介导的单独氧化磷酸化能力，添加抗霉素A抑制复合物III(CIII)，并测量非线粒体耗氧（表明非ETS呼吸），加入TMPD和抗坏血酸盐以通过复合物IV测定OXPHOS。

实验结果一：

D：通过线粒体复合物I(OXPHOSCI)和I+II的氧化磷酸化，以及非磷酸化的LEAK呼吸，在足月子痫前期的胎盘中增加，呼吸系统的z大电子传递(ETS)、复合物II(CI-CII)和OXPHOSCIV的耗氧量没有差异，OXPHOSCI占z大呼吸容量在足月子痫前期中比例增加，足月子痫前期胎盘的线粒体呼吸储备容量降低。

实验结果二：

Fig5：胎盘组织体外缺氧/复氧时导致LEAK状态呼吸期间线粒体呼吸增加和过氧化氢的产生增加。

A：在低氧复氧时，正常胎盘组织线粒体的氧化磷酸化水平在OXPHOSCI + CII、LEAK、ETS时呼吸功能增强，储备功能没有改变

B：缺氧/复氧后健康胎盘组织在OXPHOSCI+CII期间H2O2产生没有变化，在LEAK呼吸时H2O2产生增加。

实验结论：

作者发现持续到足月的子痫前期妊娠的胎盘中显示了多种线粒体相关的适应，这在早产的子痫前期妊娠胎盘中并没有发现。足月子痫前期胎盘中的ROS信号可能处于触发代偿性抗氧化和线粒体反应的水平，当存在细胞器水平功能障碍时，允许组织水平维持正常功能。在其他组织中，已知线粒体ROS信号会导致一系列生理反应（包括增加抗氧化防御、激活钾通道、激活解偶联蛋白和表达促存活基因），这些反应可以改善细胞存活并限制缺血/再灌注损伤；确定这些系统是否在胎盘中也很活跃需要进一步研究。此外，人类胎盘具有不同功能的细胞类型—细胞滋养细胞和合体滋养细胞—它们拥有结构和功能不同的线粒体。

未来需要进一步研究线粒体在不同细胞中调节的相关过程，例如细胞滋养层和合体滋养层中的分裂/融合和凋亡有何不同。了解妊娠期高血压疾病中子痫前期持续到足月妊娠的适应机制，为早产型也就是严重型子痫前期的治疗提供一些临床治疗策略，降低早产儿和围生儿的发病率。

参考文章:

Holland OJ, Cuffe JSM, Dekker Nitert M,CallawayL,Kwan Cheung KA,Radenkovic FPerkins AV (2018) Placental mitochondrial adaptations in preeclampsia associated with progression to term delivery.Cell Death Dis 9:1150