外泌体是直径为40-150nm的细胞外囊泡，含有其起源细胞的分子成分，包括蛋白、脂质和核酸等。与来自细胞上清液或体液的外泌体相比，直接从组织中分离的外泌体具有组织特异性，能够直接反映组织微环境的状态。子宫肌层的收缩对于成功分娩至关重要。最近的研究强调了组织来源的外泌体在疾病诊断、预后和治疗应用中的重要作用；然而，人子宫肌层来源的外泌体的特征尚不清楚。
近日，广州医科大学附属广州市妇女儿童医疗中心刘慧姝课题组在国际期刊杂志International Journal of Molecular Sciences上发表题目为“Proteomic and miRNA Profiles of Exosomes Derived from Myometrial Tissue in Laboring Women.”(doi: 10.3390/ijms232012343)的论著，揭示了人临产子宫肌组织外泌体的蛋白质组学和miRNA图谱，为子宫肌层中的细胞间通讯和新型收缩生物标志物提供了新的见解。广州市妇女儿童医疗中心产科刘慧姝教授、母胎医学重点实验室科研主管冀开元为共同通讯作者，硕士研究生邓雯锋为该第一作者。
首先，研究人员收集广州市妇女儿童医疗中心剖宫产的足月未临产（TNL）、临产（TL）的孕妇的子宫肌层组织，并成功分离出子宫平滑肌外泌体，进行鉴定，显示提取的外泌体均具有典型的大小分布和形态，含有外泌体marker。
图1：外泌体的鉴定。为了探究人临产子宫肌层组织外泌体的内容物，研究人员对其进行定量液相色谱-串联质谱和miRNA测序，并结合数据库进行联合分析。共鉴定出52种蛋白质在TNL和TL子宫肌层组织外泌体中差异表达（DE）。GO分析显示，TL子宫肌外泌体在凝血、免疫和离子相关途径方面显著富集，KEGG通路分析显示，DE蛋白主要富集在补体、凝血级联、血小板活化和ECM信号通路上。结合该课题组前期研究中的人TNL、TL子宫肌蛋白质组学数据，此研究还发现3种DE蛋白（SERPINE1，THBS1和MGAT1）在TL外泌体和子宫肌组织中均上调，4种DE蛋白（VIM，FGB，FGG和VWF）在TL外泌体中上调，而在TL肌层组织中下调。
图2：TNL 和 TL 子宫肌组织外泌体的蛋白质组学和 miRNA图谱此外，miRNA测序结果显示，与TNL组相比，3种miRNA（miR-203a-3p、miR-205-5p和miR-3613-5p）在TL子宫肌层中显著下调。接着，研究人员预测这五种miRNA的靶基因，然后与TNL和TL子宫肌层中鉴定的DE基因做网络图分析，发现其中3个miRNA（miR-203a-3p，miR-205-5p和miR-363-3p）靶向13个DE基因（CRELD2，EWSR1，HMGB3，PCNA，PODXL，STC2，YAP1，CDC5L，LRPAP1，RAB8B，EXOC2，S100A10和SYNM）。在细胞层面，为了探索人子宫平滑肌细胞（HMSMCs）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）特异性分泌的miRNA，研究人员比较了来自子宫肌层，HMSMCs，HUVECs和女性血浆的外泌体的miRNA测序数据。结果显示，156个miRNAs是由HMSMCs特异性分泌，有48个是HUVECs特异性分泌的，表明了子宫肌层中来自不同细胞的外泌体，其内容物是不同的，这些特异性分泌的miRNA可能是参与肌层功能调控的关键分子，需要进一步研究。
图3：人子宫肌组织外泌体中，有156个miRNAs是由子宫平滑肌细胞特异性分泌，有48个是内皮细胞特异性分泌。接下来，为了探索可应用于临床检测的子宫肌层收缩的潜在生物标志物，研究人员对来自HMSMCs，HUVECs和女性血浆的外泌体进行了蛋白质组学分析，并将健康男性外周血中的外泌体蛋白被排除，以鉴定由子宫肌层特异性分泌的生物标志物。在HMSMCs中28个上调蛋白和临产子宫肌组织中97个上调蛋白做overlap分析，发现了GJA1（缝隙连接蛋白）和SLC39A14（溶质载体家族39成员14）在两者中均上调。因此研究者收集了TNL和TL女性的血浆来进行验证。结果表明，GJA1和SLC39A14可能是用于临床检测的子宫肌层收缩特异性生物标志物。
图4：GJA1和SLC39A14在外泌体中高表达，并在临产孕妇的血浆中上调。因此，这2个蛋白可作为子宫肌收缩的特异性、潜在生物标志物。综上所述，该研究成功地从人临产的子宫肌组织中分离出外泌体，并揭示其蛋白质组学和miRNA图谱，为子宫肌层中的细胞间通讯和新型收缩生物标志物提供了新的见解。参考文献：Proteomic and miRNA Profiles of Exosomes Derived from Myometrial Tissue in Laboring Women. Int J Mol Sci. 2022 Oct 15;23(20):12343.
外泌体资讯网 Int. J. Mol. Sci | 广州市妇女儿童医疗中心刘慧姝团队：临产妇女子宫肌组织外泌体的蛋白质组学和miRNA图谱
