DNA羥甲基化和TET酶在胎盤發(fā)育和妊娠結(jié)局中的作用
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胎盤是支持哺乳動(dòng)物胚胎和胎兒發(fā)育所必需的臨時(shí)器官。了解滋養(yǎng)層細(xì)胞分化和胎盤功能的分子機(jī)制可能有助于改善產(chǎn)科并發(fā)癥的診斷和治療。印跡基因是調(diào)控胎盤發(fā)育的基礎(chǔ)，表觀遺傳學(xué)在基因表達(dá)（尤其是印跡基因）的調(diào)控中起著重要作用。TET酶（Ten-Eleven-Translocation enzymes）是表觀遺傳學(xué)機(jī)制的一部分，可以將5-甲基胞嘧啶（5mC）轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）。
DNA羥甲基化是DNA去甲基化機(jī)制中的中間體，并可能是一種穩(wěn)定且功能相關(guān)的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。DNA羥甲基化在胎盤分化和發(fā)育過程中的作用尚不完全清楚，但該領(lǐng)域知識(shí)的增加將有助于評(píng)估其在妊娠并發(fā)癥中的潛在作用。本文綜述了DNA羥甲基化及其表觀遺傳調(diào)控因子在人和小鼠胎盤發(fā)育和功能中的作用，并在基因組印跡機(jī)制和妊娠并發(fā)癥（如宮內(nèi)生長受限，先兆子癇和妊娠丟失）的背景下對(duì)5hmC進(jìn)行探討。累積的研究結(jié)果表明，DNA羥甲基化可能對(duì)調(diào)控胎盤中的基因表達(dá)非常重要，并提示在妊娠期間滋養(yǎng)層細(xì)胞分化中起著動(dòng)態(tài)作用。
胎盤是由具有特殊功能的不同細(xì)胞類型組成的高度組織化器官，小鼠和人的胎盤發(fā)育在結(jié)構(gòu)和分子水平上存在顯著差異。在人胎盤發(fā)育過程中，單核細(xì)胞滋養(yǎng)層（cytotrophoblas，CTB）細(xì)胞向蛻膜間隙的遷移標(biāo)志著初級(jí)胎盤絨毛形成的開始。這些CTB分化為絨毛外CTB，具有侵襲性并參與植入過程。此外，這些CTB還分化為絨毛CTB，融合并隨后形成合胞體滋養(yǎng)層（syncytiotrophoblast，STB）細(xì)胞，在絨毛樹表面形成連續(xù)的合胞體層，并與流經(jīng)絨毛間隙的母體血液直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)母體-胎兒交換。在整個(gè)妊娠過程中，STB細(xì)胞通過持續(xù)融合初級(jí)CTB細(xì)胞來維持，因此在STB細(xì)胞內(nèi)可以觀察到不同程度染色質(zhì)濃縮的細(xì)胞核形態(tài)。雖然大多數(shù)細(xì)胞核分散在合胞體內(nèi)，但其他細(xì)胞核聚集在末端絨毛表面（合胞結(jié)）。因此，絨毛結(jié)構(gòu)由包含胎兒血管的間充質(zhì)核心、CTB層和STB外層組成（圖1）。
綠色√標(biāo)記：存在5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子表達(dá)；紅色X標(biāo)記：不存在5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子表達(dá)；綠色箭頭⬆：5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子水平增加；紅色箭頭⬇：5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子水平降低；灰色方塊：未研究
在小鼠中，胎兒-母體交換發(fā)生在與人絨毛胎盤類似的“迷宮（labyrinth）”中，其具有復(fù)雜的母體和胎兒血管通道序列。“迷宮”上方有一個(gè)由具有內(nèi)分泌功能的滋養(yǎng)層巨細(xì)胞（trophoblast giant cell，TGC）、海綿滋養(yǎng)層細(xì)胞（spongiotrophoblast，SpT）和糖原滋養(yǎng)層細(xì)胞（glycogen trophoblast cell，GlyT）組成的結(jié)合區(qū)域（圖2）。
圖2：小鼠胎盤
胎盤發(fā)育中的TET酶與DNA羥甲基化
TET酶參與胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化和調(diào)控，5hmC水平失調(diào)導(dǎo)致胎盤異常發(fā)育。目前關(guān)于TET酶和DNA羥甲基化在胎盤發(fā)育中的作用研究有限。先前研究表明，胎盤基因組中的5hmC水平顯著低于5mC水平。然而在以下兩項(xiàng)研究中鑒定了CpG位點(diǎn)的存在，其5hmC水平持續(xù)增加，高于特定閾值且在樣品之間可重復(fù)。Green等團(tuán)隊(duì)研究揭示了約21000個(gè)位點(diǎn)的5hmC平均值為13.73%，Mora等團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到約17000個(gè)CpG位點(diǎn)的5hmC富集。兩項(xiàng)研究均揭示了5hmC在公海（基因組中分離的CpG）和大陸架（距離CpG島2-4 kb）區(qū)域富集，而在CpG島中缺失。另外還檢測(cè)到5hmC在基因體、5’ UTR和3’UTR區(qū)域中富集，在近端啟動(dòng)子(距TSS約 200–1500 bp）和TSS區(qū)域缺失。Green等報(bào)告了穩(wěn)定增強(qiáng)子中的富集和活性增強(qiáng)子內(nèi)的缺失，而Mora等報(bào)告印跡基因（如GNAS和H19）和胎盤特異性DMR中的5hmC，通常與親本等位基因5mC相關(guān)區(qū)域重疊。Green等研究表明，與活躍轉(zhuǎn)錄基因相比，轉(zhuǎn)錄失活基因中的5mC和5hmC水平均增加，其中5hmC與轉(zhuǎn)錄呈正相關(guān)。明顯矛盾的研究結(jié)果可能歸因于周轉(zhuǎn)率的增加，周轉(zhuǎn)率增加與在轉(zhuǎn)錄失活基因中觀察到的甲基化水平增加有關(guān)，這些基因轉(zhuǎn)化為羥甲基化水平增加。5hmC也更可能發(fā)生在妊娠中期和足月胎盤之間的差異表達(dá)基因中。
在人胎盤中，F(xiàn)ogarty等團(tuán)隊(duì)研究表明，與CTB細(xì)胞相比，5hmC在STB中更為富集，其中20–50%的STB細(xì)胞核在妊娠早期和中期呈陽性（positive），50%的STB細(xì)胞核在妊娠晚期呈陽性，尤其是在完全由5hmC陽性細(xì)胞核組成的合胞結(jié)中。相比之下，大多數(shù)STB細(xì)胞核在妊娠期間的5mC染色水平不顯著，而超50%的CTB細(xì)胞核為5mC陽性（28）。Wilson等團(tuán)隊(duì)使用免疫熒光法分析結(jié)果表明，與妊娠早期和中期胎盤相比，足月胎盤的CTB和STB細(xì)胞中5hmC（和5mC）均增加（圖1B）。在妊娠早期和中期，STB細(xì)胞中的5hmC染色更為顯著（圖1C）。在整個(gè)妊娠期間，隨著CTB融合產(chǎn)生STB，STB中可能沉積5hmC，尤其在合胞結(jié)中，可能表明結(jié)形成過程中發(fā)生的氧化損傷。這些結(jié)果表明兩種細(xì)胞類型之間的差異可能揭示其不同功能。例如絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞調(diào)節(jié)氣體和營養(yǎng)交換，而STB在整個(gè)妊娠期間產(chǎn)生和分泌大量激素，揭示了該組織的高轉(zhuǎn)錄和翻譯能力。如Rouault等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果揭示了CTB和STB的特異性轉(zhuǎn)錄組譜。
在小鼠胎盤中，在胚胎期（E）第8.5天，小鼠胎盤外胎盤錐體細(xì)胞（ectoplacental cone cell，EPC）和頂葉TGC（parietal-TGC）表現(xiàn)出5hmC高水平和5mC低水平。E10.5-E18.5期間所有“迷宮”細(xì)胞中維持細(xì)胞核內(nèi)5mC水平，STB細(xì)胞核在整個(gè)妊娠期間呈現(xiàn)出5mC高水平。在E10.5時(shí)，所有“迷宮”滋養(yǎng)層細(xì)胞中均表現(xiàn)出5hmC高水平，但E18.5時(shí)水平逐漸降低。頂葉TGC在5hmC中逐漸降低，但5mC水平在E18.5時(shí)穩(wěn)定增加（圖2B）�？傊�，這些研究強(qiáng)調(diào)了不同滋養(yǎng)層細(xì)胞來源細(xì)胞類型的表觀基因組動(dòng)態(tài)變化，且在妊娠期間發(fā)生變化。
另一方面，關(guān)于TET酶在滋養(yǎng)層細(xì)胞分化過程中的作用研究較少。TET酶的敲低模型表明，5hmC對(duì)于維持發(fā)育和早期胚胎發(fā)生至關(guān)重要。Yamaguchi等團(tuán)隊(duì)研究表明，與對(duì)照組相比，父系TET1-KO小鼠可導(dǎo)致包括胎盤缺陷在內(nèi)的多種表型，父系TET1-KO小鼠的胎盤顯著縮小。Rakoczy等團(tuán)隊(duì)研究了TET酶在小鼠和人胎盤中的表達(dá)，小鼠中Tet1、Tet2和Tet3 mRNA在E8.5的絨毛膜、EPC和卵黃囊中表達(dá)，在E10.5~E12.5的“迷宮”（包括竇性TGC和STB細(xì)胞）中表達(dá)。而Tet1-3只在E14.5~E18.5的竇性TGC中表達(dá)，在STB中Tet不表達(dá)，這與妊娠晚期STB中觀察到的5hmC水平一致。對(duì)于SpT細(xì)胞，Tet1-3在整個(gè)妊娠期間持續(xù)表達(dá)，而在GlyT細(xì)胞中僅在E14.5-E16.5之間顯著強(qiáng)表達(dá)。除E10.5和E18.5分別出現(xiàn)Tet1表達(dá)缺失和Tet3表達(dá)降低外，頂葉TGC在整個(gè)妊娠期間的所有TET中均表達(dá)（圖2B）。因此在E18.5時(shí)，頂葉TGC中5hmC水平降低與Tet3表達(dá)下調(diào)結(jié)果一致。在人胎盤的妊娠早期和晚期的STB細(xì)胞中檢測(cè)到TET1-3蛋白，但在妊娠8周（weeks of gestation，WG）時(shí)除外（TET1未檢測(cè)到）。絨毛CTB細(xì)胞在妊娠早期和晚期TET1和TET2不表達(dá)，TET3從10WG~足月期間均表達(dá)（圖1B）。這些研究結(jié)果表明TET1和TET2在STB分化中起著重要作用。與CTB僅TET3表達(dá)相比，STB中5hmC的較高水平可能是三種TET在STB均表達(dá)的結(jié)果。由于胎盤發(fā)育是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，因此研究這些酶在妊娠中期胎盤中的表達(dá)也很重要。
關(guān)于TET酶的非催化作用，TET酶與一些表觀遺傳修飾因子（如組蛋白修飾酶）相互作用，導(dǎo)致TET靶向基因的抑制。如有研究表明TET1和EZH2之間的相互作用，它負(fù)責(zé)調(diào)控H3K27me3（一種在CTB細(xì)胞核中的組蛋白標(biāo)記）和其他組蛋白修飾。
雖然胎盤結(jié)構(gòu)在不同細(xì)胞類型中存在差異，但在妊娠期間的人和小鼠滋養(yǎng)層細(xì)胞中觀察到5mC和5hmC以及TET表達(dá)。在妊娠末期可能會(huì)出現(xiàn)STB異常，因?yàn)樵谛∈笾蠺ET不表達(dá)，但在人胎盤中TET表達(dá)。整個(gè)妊娠期間，在人類中5hmC水平增加，而在小鼠中5hmC降低。當(dāng)然，還需要更多的研究來證實(shí)小鼠和人類之間的差異，并闡明其在胎盤發(fā)育過程中在細(xì)胞調(diào)控和分化中的作用。
胎盤印記基因中的DNA羥甲基化
1984年的細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)首次描述了基因組印跡，帶有兩組母系染色體（雌核發(fā)育(gynogenotes)）或兩組父系染色體（雄核發(fā)育(androgenote)）的小鼠胚胎無法正常發(fā)育，前者表現(xiàn)為胚胎外組織（胎盤和卵黃囊）生長遲緩和異常發(fā)育，后者表現(xiàn)為胚胎外組織過度生長和胚胎本身發(fā)育不良。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明盡管遺傳信息相似，但遺傳的母系和父系染色體在功能上并不相同�；蚪M印跡是一種表觀遺傳機(jī)制，其中印跡基因表現(xiàn)為單等位基因和親本依賴性表達(dá)，受DNA差異甲基化區(qū)域（DMR）調(diào)控。其中一些DMR充當(dāng)印跡調(diào)控區(qū)（imprinting control region，ICR）并調(diào)控印跡基因簇表達(dá)，印跡基因簇包含幾個(gè)相鄰的母系印跡和父系印跡基因。因此，印跡基因表達(dá)失調(diào)可能會(huì)影響胎兒正常發(fā)育，并導(dǎo)致人類疾�。ㄈ缬≯E綜合征）。
盡管DNA甲基化已在基因組印跡背景下得到了廣泛研究，但DNA羥甲基化在ICR調(diào)控中的作用及在印跡基因表達(dá)中的作用研究較少。研究表明，雙Tet1/Tet2基因敲除小鼠在不同印跡位點(diǎn)表現(xiàn)出DNA甲基化變化。Tet1和Tet2參與細(xì)胞融合模型中基因組印記的有效敲除，通過將5mC轉(zhuǎn)化為5hmC參與小鼠原始生殖細(xì)胞的印記敲除，表明5hmC在基因組印記中的敲除、建立和維持中起著關(guān)鍵作用。然而關(guān)于TET缺失在胎盤特異性印跡基因的作用機(jī)制尚不清楚。在TET1敲除小鼠精子父系表達(dá)基因（如Peg10和Peg3）的幾個(gè)DMR表現(xiàn)出高甲基化模式，在Tet1敲除胎盤中Peg3 DMR高甲基化，表明TET1在父系印記敲除中起著關(guān)鍵作用。這導(dǎo)致了許多不同的表型，如胎盤、胎兒和出生后的生長缺陷以及早期胚胎致死性。
在人的胎盤中，印跡基因CDKN1C表達(dá)與出生體重和ICR調(diào)控CDKN1C表達(dá)的5hmC富集之間存在相關(guān)性。Hernandez-Mora等團(tuán)隊(duì)揭示了單等位基因5hmC在GNAS A/B DMR、H19基因體和幾種胎盤特異性DMR（如MCCC1、RHOBTB3、SCIN、DNMT1和ACTL10）區(qū)域中的富集。一些在DMR中5hmC富集的基因與印跡疾病相關(guān)，因此對(duì)這些DMR中5hmC水平的研究具有特別的相關(guān)性。由于5hmC由先前甲基化DNA氧化產(chǎn)生，可能會(huì)出現(xiàn)僅在印跡DMR甲基化等位基因上存在5hmC的情況。
宮內(nèi)生長受限（IUGR）中的DNA羥甲基化
宮內(nèi)生長受限（intrauterine growth restriction，IUGR）是一種復(fù)雜而常見的產(chǎn)科并發(fā)癥，并與圍產(chǎn)期發(fā)病率和死亡率顯著相關(guān)，主要在于胎兒無法實(shí)現(xiàn)其生長潛能�；诔暀z測(cè)估計(jì)的胎兒長度，當(dāng)?shù)陀谔g第10百分位時(shí)，歸類為IUGR。IUGR可能是母體、胎盤或胎兒的原因，其中營養(yǎng)和氧氣運(yùn)輸不足導(dǎo)致的胎盤功能不全是主要原因之一。
目前的研究除了對(duì)IUGR胎盤中DNA甲基化的廣泛研究外，還對(duì)IUGR胎盤中的DNA羥甲基化進(jìn)行了分析（表1）。對(duì)單卵（monozygotic，MZ）雙胞胎的研究對(duì)于理解妊娠并發(fā)癥和人類疾病的表觀遺傳學(xué)基礎(chǔ)具有重要價(jià)值。在MZ雙胞胎選擇性宮內(nèi)生長受限（sIUGR）胎盤中揭示了全基因組DNA羥甲基化降低。Zhang等團(tuán)隊(duì)揭示了sIUGR妊娠中較小比例的胎盤中表現(xiàn)出全基因組5hmC水平降低，同時(shí)還表現(xiàn)出ANGPTL4和HIF1A基因啟動(dòng)子中5hmC水平較低，ANGPTL4和HIF1A基因?yàn)榈脱蹴憫?yīng)基因，在小比例sIUGR胎盤中下降，可能是因?yàn)門ET酶需要氧氣將5mC氧化成5hmC。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，子宮內(nèi)缺氧導(dǎo)致胎兒生長受限。此外癌癥研究表明，缺氧會(huì)影響TET酶的活性。對(duì)表觀遺傳調(diào)節(jié)因子在IUGR胎盤中的表達(dá)研究結(jié)果表明，TET3表達(dá)以及所有三種DNMT（DNMT1、DNMT3A和DNMT3B）上調(diào)，全基因組DNA甲基化或羥甲基化水平無變化。研究闡明了DNA羥甲基化在不協(xié)調(diào)胎兒生長甚至胎盤相關(guān)疾病中的潛在作用。
此外，還要考慮到環(huán)境條件可能會(huì)影響胎盤表觀基因組并可能影響胎兒生長。大鼠實(shí)驗(yàn)表明，在妊娠期間給予低蛋白飲食或母體暴露于三氯乙烯（一種廣泛存在的環(huán)境污染物）會(huì)導(dǎo)致5hmC水平失調(diào)，并與胎兒生長受限有關(guān)。在IUGR大鼠模型中，Wnt5啟動(dòng)子的Wnt2基因表達(dá)和5hmC水平降低，表明營養(yǎng)缺乏（最終導(dǎo)致IUGR）可能改變胎盤的表觀遺傳狀態(tài)。同時(shí)，妊娠期間母體暴露于三氯乙烯對(duì)大鼠胎兒體重產(chǎn)生負(fù)面影響，并導(dǎo)致5hmC水平和Tet3表達(dá)增加。
表1：胎盤DNA羥甲基化與妊娠并發(fā)癥相關(guān)的研究，如宮內(nèi)生長受限、子癇前期和妊娠丟失
先兆子癇中的 DNA 羥甲基化
先兆子癇（preeclampsia，PE）是一種妊娠相關(guān)疾病，影響約3-5%的孕婦，其特征是先前血壓正常的女性在20WG后出現(xiàn)高血壓和蛋白尿，可能導(dǎo)致孕產(chǎn)婦、圍產(chǎn)期和胎兒的死亡率和發(fā)病率，并與IUGR、胎盤早剝、早產(chǎn)和心血管疾病等長期并發(fā)癥有關(guān)。
一些表觀遺傳變化與PE有關(guān)，如DNA甲基化和羥甲基化修飾。一項(xiàng)研究顯示H19啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化導(dǎo)致早發(fā)性先兆子癇胎盤的mRNA表達(dá)降低，同時(shí)還表現(xiàn)出全基因組DNA甲基化水平和DNMT1甲基轉(zhuǎn)移酶mRNA增加。近期一些研究還分析了PE胎盤中DNA羥甲基化水平（表1）：Liu等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果表明了整體5hmC水平下降，與PE胎盤中TET1-3表達(dá)下降一致；其他研究也報(bào)道與對(duì)照組胎盤相比，PE胎盤中的全基因組5hmC水平較低，TET水平降低；Li等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果揭示了PE胎盤中5hmC水平和TET2轉(zhuǎn)錄本的降低，這與使用TET2 shRNA敲低細(xì)胞模型時(shí)獲得的結(jié)果一致，TET2下調(diào)導(dǎo)致5hmC水平降低、滋養(yǎng)層遷移和侵襲減少，此外TET2下調(diào)抑制了MMP9表達(dá)，MMP9是一種血管生成相關(guān)蛋白，可以通過維生素C（TET酶活性激活劑）來挽救；Ma等團(tuán)隊(duì)研究表明，PE胎盤和低氧培養(yǎng)細(xì)胞中IGF1 mRNA和蛋白表達(dá)降低，低氧條件下培養(yǎng)的PE胎盤和滋養(yǎng)層細(xì)胞顯示整體5hmC水平降低、整體5mC水平增加，5hmC降低與PE胎盤中TET表達(dá)降低結(jié)果一致；其他研究沒有表明PE胎盤和無并發(fā)癥妊娠胎盤之間5hmC整體水平的差異，盡管PE胎盤中5mC水平較高；Zhu等團(tuán)隊(duì)研究也沒有揭示PE和非PE胎盤之間整體DNA羥甲基化水平和整體DNA甲基化水平的差異，但檢測(cè)到與403個(gè)基因相關(guān)的714個(gè)DMR和與61個(gè)基因重疊的119個(gè)差異羥甲基化區(qū)域（DHMR）的位點(diǎn)特異性修飾；此外所研究的區(qū)域在5mC和5hmC中沒有同時(shí)變化，突出表明兩種表觀遺傳標(biāo)記可能在遲發(fā)性嚴(yán)重PE中具有獨(dú)立作用。
大多數(shù)使用斑點(diǎn)印跡（Dot blot）和IHC的研究揭示了PE樣品中5hmC整體水平較低（表1），hMeDIP-Seq雖然描述了位點(diǎn)特異性差異，但并未檢測(cè)到全基因組差異。盡管大多數(shù)研究都從母體分析了胎盤組織，但取樣點(diǎn)也可能會(huì)干擾研究結(jié)果。
妊娠丟失中的DNA羥甲基化
妊娠丟失（pregnancy loss，PL，俗稱流產(chǎn)）是最常見的產(chǎn)科并發(fā)癥之一，具有很強(qiáng)的臨床和社會(huì)影響。研究表明，早期妊娠丟失與較高的心理發(fā)病率之間存在關(guān)聯(lián)，如抑郁、焦慮和創(chuàng)傷后應(yīng)激癥。約10-15%臨床確認(rèn)的妊娠終止于自然妊娠丟失。妊娠丟失可能是偶發(fā)性或復(fù)發(fā)性事件，約1-5%的病例為復(fù)發(fā)性妊娠丟失，這種臨床并發(fā)癥具有異質(zhì)性病因，由幾種已知的危險(xiǎn)因素引起，如子宮解剖缺陷、免疫、感染、環(huán)境、內(nèi)分泌、血栓形成和遺傳因素，其中遺傳因素被認(rèn)為是導(dǎo)致妊娠丟失的主要原因，胎兒染色體異常占病例的50-60%。然而，相當(dāng)大比例的復(fù)發(fā)性妊娠丟失具有正常的細(xì)胞核型和特發(fā)性。
由于胎盤在母體-胎兒交換和內(nèi)分泌功能中發(fā)揮作用，胎盤發(fā)育和功能紊亂可能對(duì)胎兒產(chǎn)生負(fù)面影響，最終導(dǎo)致妊娠丟失。越來越多的證據(jù)表明，表觀遺傳功能障礙可能影響正常妊娠的穩(wěn)定性，并導(dǎo)致妊娠期并發(fā)癥（如IUGR和PE）。但TET酶功能失調(diào)和5hmC異常水平是否與可能導(dǎo)致妊娠丟失的異常胎盤功能有關(guān)仍不清楚（表1）。
Wu等團(tuán)隊(duì)對(duì)自然早期妊娠丟失（EPL）和正常妊娠（醫(yī)學(xué)終止妊娠）絨毛膜絨毛中TET和5hmC水平表達(dá)進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，EPL組絨毛中TET1、TET2和TET3表達(dá)低于正常妊娠組，6~8WG期間EPL組5hmC水平較低，但僅在6WG表達(dá)。此外TET和5hmC在正常絨毛中的表達(dá)隨胎齡增加而降低。妊娠中期自然妊娠丟失的人胎盤中TETs表達(dá)和5hmC水平分析結(jié)果揭示了特發(fā)性（idiopathic）妊娠丟失胎盤組織的TET失調(diào)。然而在特發(fā)性病例胎盤樣本12-24WG期間的TET2和TET3過表達(dá)。盡管TET2和TET3表達(dá)在特發(fā)性自然妊娠丟失的胎盤中上調(diào)，但整體DNA羥甲基化水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著變化。在未來，分析特發(fā)性妊娠丟失的胎盤DNA特定基因組區(qū)域的5hmC水平很有必要（如5hmC富集的印跡基因調(diào)控區(qū)域）。
結(jié)論
胎盤對(duì)于支持妊娠期的胎兒發(fā)育至關(guān)重要。盡管單細(xì)胞RNA測(cè)序等新技術(shù)正在出現(xiàn)，并揭示了人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的特異性表征，但研究人類胎盤的復(fù)雜性和胎盤發(fā)育的動(dòng)態(tài)變化仍具有挑戰(zhàn)性。胎盤發(fā)育異常是不同妊娠并發(fā)癥的基礎(chǔ)，因此詳細(xì)理解調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞分化的分子機(jī)制有助于提高相關(guān)疾病的診斷和治療。隨著對(duì)表觀遺傳學(xué)機(jī)制的不斷理解深入，尤其是DNA羥甲基化在正常和復(fù)雜妊娠的人類胎盤發(fā)育過程中可能發(fā)揮的作用，DNA羥甲基化可能是功能性胎盤發(fā)育的重要表觀遺傳機(jī)制。就這一點(diǎn)而言，胎盤研究具有十分重要的意義。
多項(xiàng)研究支持TET和5hmC在胎盤發(fā)育中的作用，當(dāng)然還需要在體外和動(dòng)物模型中進(jìn)行功能研究，尤其是在胎盤中下調(diào)TET，以幫助闡明這些表觀遺傳修飾因子在胎盤細(xì)胞分化和功能中的作用。應(yīng)進(jìn)一步研究5hmC和TET在正常和病理性胎盤、特異性疾病（如IUGR、PE和妊娠丟失等）以及特異性基因組區(qū)域（調(diào)控基因區(qū)域、TSS或CpG島）中的表達(dá)。這些研究將有助于增加知識(shí)，并可能有助于預(yù)防或更好地處理某些產(chǎn)科并發(fā)癥。
參考文獻(xiàn)：
Vasconcelos S, Caniçais C, Chuva de Sousa Lopes SM, Marques CJ, Dória S. The role of DNA hydroxymethylation and TET enzymes in placental development and pregnancy outcome. Clin Epigenetics. 2023 Apr 25;15(1):66.
胎盤是支持哺乳動(dòng)物胚胎和胎兒發(fā)育所必需的臨時(shí)器官。了解滋養(yǎng)層細(xì)胞分化和胎盤功能的分子機(jī)制可能有助于改善產(chǎn)科并發(fā)癥的診斷和治療。印跡基因是調(diào)控胎盤發(fā)育的基礎(chǔ)，表觀遺傳學(xué)在基因表達(dá)（尤其是印跡基因）的調(diào)控中起著重要作用。TET酶（Ten-Eleven-Translocation enzymes）是表觀遺傳學(xué)機(jī)制的一部分，可以將5-甲基胞嘧啶（5mC）轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）。
DNA羥甲基化是DNA去甲基化機(jī)制中的中間體，并可能是一種穩(wěn)定且功能相關(guān)的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。DNA羥甲基化在胎盤分化和發(fā)育過程中的作用尚不完全清楚，但該領(lǐng)域知識(shí)的增加將有助于評(píng)估其在妊娠并發(fā)癥中的潛在作用。本文綜述了DNA羥甲基化及其表觀遺傳調(diào)控因子在人和小鼠胎盤發(fā)育和功能中的作用，并在基因組印跡機(jī)制和妊娠并發(fā)癥（如宮內(nèi)生長受限，先兆子癇和妊娠丟失）的背景下對(duì)5hmC進(jìn)行探討。累積的研究結(jié)果表明，DNA羥甲基化可能對(duì)調(diào)控胎盤中的基因表達(dá)非常重要，并提示在妊娠期間滋養(yǎng)層細(xì)胞分化中起著動(dòng)態(tài)作用。
胎盤是由具有特殊功能的不同細(xì)胞類型組成的高度組織化器官，小鼠和人的胎盤發(fā)育在結(jié)構(gòu)和分子水平上存在顯著差異。在人胎盤發(fā)育過程中，單核細(xì)胞滋養(yǎng)層（cytotrophoblas，CTB）細(xì)胞向蛻膜間隙的遷移標(biāo)志著初級(jí)胎盤絨毛形成的開始。這些CTB分化為絨毛外CTB，具有侵襲性并參與植入過程。此外，這些CTB還分化為絨毛CTB，融合并隨后形成合胞體滋養(yǎng)層（syncytiotrophoblast，STB）細(xì)胞，在絨毛樹表面形成連續(xù)的合胞體層，并與流經(jīng)絨毛間隙的母體血液直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)母體-胎兒交換。在整個(gè)妊娠過程中，STB細(xì)胞通過持續(xù)融合初級(jí)CTB細(xì)胞來維持，因此在STB細(xì)胞內(nèi)可以觀察到不同程度染色質(zhì)濃縮的細(xì)胞核形態(tài)。雖然大多數(shù)細(xì)胞核分散在合胞體內(nèi)，但其他細(xì)胞核聚集在末端絨毛表面（合胞結(jié)）。因此，絨毛結(jié)構(gòu)由包含胎兒血管的間充質(zhì)核心、CTB層和STB外層組成（圖1）。
圖1：人胎盤
- 人胎盤結(jié)構(gòu)（注：圖紙不符合比例）。顯示不同類型的細(xì)胞。
- 比較妊娠三個(gè)月的5hmC和TET水平。
- 比較滋養(yǎng)層細(xì)胞和合胞體滋養(yǎng)層細(xì)胞之間的5hmC水平。
綠色√標(biāo)記：存在5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子表達(dá)；紅色X標(biāo)記：不存在5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子表達(dá)；綠色箭頭⬆：5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子水平增加；紅色箭頭⬇：5hmC或表觀遺傳調(diào)控因子水平降低；灰色方塊：未研究
在小鼠中，胎兒-母體交換發(fā)生在與人絨毛胎盤類似的“迷宮（labyrinth）”中，其具有復(fù)雜的母體和胎兒血管通道序列。“迷宮”上方有一個(gè)由具有內(nèi)分泌功能的滋養(yǎng)層巨細(xì)胞（trophoblast giant cell，TGC）、海綿滋養(yǎng)層細(xì)胞（spongiotrophoblast，SpT）和糖原滋養(yǎng)層細(xì)胞（glycogen trophoblast cell，GlyT）組成的結(jié)合區(qū)域（圖2）。
圖2：小鼠胎盤
- 小鼠胎盤結(jié)構(gòu)
- 比較妊娠中期和妊娠晚期的5hmC和TET水平。
胎盤發(fā)育中的TET酶與DNA羥甲基化
TET酶參與胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化和調(diào)控，5hmC水平失調(diào)導(dǎo)致胎盤異常發(fā)育。目前關(guān)于TET酶和DNA羥甲基化在胎盤發(fā)育中的作用研究有限。先前研究表明，胎盤基因組中的5hmC水平顯著低于5mC水平。然而在以下兩項(xiàng)研究中鑒定了CpG位點(diǎn)的存在，其5hmC水平持續(xù)增加，高于特定閾值且在樣品之間可重復(fù)。Green等團(tuán)隊(duì)研究揭示了約21000個(gè)位點(diǎn)的5hmC平均值為13.73%，Mora等團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到約17000個(gè)CpG位點(diǎn)的5hmC富集。兩項(xiàng)研究均揭示了5hmC在公海（基因組中分離的CpG）和大陸架（距離CpG島2-4 kb）區(qū)域富集，而在CpG島中缺失。另外還檢測(cè)到5hmC在基因體、5’ UTR和3’UTR區(qū)域中富集，在近端啟動(dòng)子(距TSS約 200–1500 bp）和TSS區(qū)域缺失。Green等報(bào)告了穩(wěn)定增強(qiáng)子中的富集和活性增強(qiáng)子內(nèi)的缺失，而Mora等報(bào)告印跡基因（如GNAS和H19）和胎盤特異性DMR中的5hmC，通常與親本等位基因5mC相關(guān)區(qū)域重疊。Green等研究表明，與活躍轉(zhuǎn)錄基因相比，轉(zhuǎn)錄失活基因中的5mC和5hmC水平均增加，其中5hmC與轉(zhuǎn)錄呈正相關(guān)。明顯矛盾的研究結(jié)果可能歸因于周轉(zhuǎn)率的增加，周轉(zhuǎn)率增加與在轉(zhuǎn)錄失活基因中觀察到的甲基化水平增加有關(guān)，這些基因轉(zhuǎn)化為羥甲基化水平增加。5hmC也更可能發(fā)生在妊娠中期和足月胎盤之間的差異表達(dá)基因中。
在人胎盤中，F(xiàn)ogarty等團(tuán)隊(duì)研究表明，與CTB細(xì)胞相比，5hmC在STB中更為富集，其中20–50%的STB細(xì)胞核在妊娠早期和中期呈陽性（positive），50%的STB細(xì)胞核在妊娠晚期呈陽性，尤其是在完全由5hmC陽性細(xì)胞核組成的合胞結(jié)中。相比之下，大多數(shù)STB細(xì)胞核在妊娠期間的5mC染色水平不顯著，而超50%的CTB細(xì)胞核為5mC陽性（28）。Wilson等團(tuán)隊(duì)使用免疫熒光法分析結(jié)果表明，與妊娠早期和中期胎盤相比，足月胎盤的CTB和STB細(xì)胞中5hmC（和5mC）均增加（圖1B）。在妊娠早期和中期，STB細(xì)胞中的5hmC染色更為顯著（圖1C）。在整個(gè)妊娠期間，隨著CTB融合產(chǎn)生STB，STB中可能沉積5hmC，尤其在合胞結(jié)中，可能表明結(jié)形成過程中發(fā)生的氧化損傷。這些結(jié)果表明兩種細(xì)胞類型之間的差異可能揭示其不同功能。例如絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞調(diào)節(jié)氣體和營養(yǎng)交換，而STB在整個(gè)妊娠期間產(chǎn)生和分泌大量激素，揭示了該組織的高轉(zhuǎn)錄和翻譯能力。如Rouault等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果揭示了CTB和STB的特異性轉(zhuǎn)錄組譜。
在小鼠胎盤中，在胚胎期（E）第8.5天，小鼠胎盤外胎盤錐體細(xì)胞（ectoplacental cone cell，EPC）和頂葉TGC（parietal-TGC）表現(xiàn)出5hmC高水平和5mC低水平。E10.5-E18.5期間所有“迷宮”細(xì)胞中維持細(xì)胞核內(nèi)5mC水平，STB細(xì)胞核在整個(gè)妊娠期間呈現(xiàn)出5mC高水平。在E10.5時(shí)，所有“迷宮”滋養(yǎng)層細(xì)胞中均表現(xiàn)出5hmC高水平，但E18.5時(shí)水平逐漸降低。頂葉TGC在5hmC中逐漸降低，但5mC水平在E18.5時(shí)穩(wěn)定增加（圖2B）�？傊�，這些研究強(qiáng)調(diào)了不同滋養(yǎng)層細(xì)胞來源細(xì)胞類型的表觀基因組動(dòng)態(tài)變化，且在妊娠期間發(fā)生變化。
另一方面，關(guān)于TET酶在滋養(yǎng)層細(xì)胞分化過程中的作用研究較少。TET酶的敲低模型表明，5hmC對(duì)于維持發(fā)育和早期胚胎發(fā)生至關(guān)重要。Yamaguchi等團(tuán)隊(duì)研究表明，與對(duì)照組相比，父系TET1-KO小鼠可導(dǎo)致包括胎盤缺陷在內(nèi)的多種表型，父系TET1-KO小鼠的胎盤顯著縮小。Rakoczy等團(tuán)隊(duì)研究了TET酶在小鼠和人胎盤中的表達(dá)，小鼠中Tet1、Tet2和Tet3 mRNA在E8.5的絨毛膜、EPC和卵黃囊中表達(dá)，在E10.5~E12.5的“迷宮”（包括竇性TGC和STB細(xì)胞）中表達(dá)。而Tet1-3只在E14.5~E18.5的竇性TGC中表達(dá)，在STB中Tet不表達(dá)，這與妊娠晚期STB中觀察到的5hmC水平一致。對(duì)于SpT細(xì)胞，Tet1-3在整個(gè)妊娠期間持續(xù)表達(dá)，而在GlyT細(xì)胞中僅在E14.5-E16.5之間顯著強(qiáng)表達(dá)。除E10.5和E18.5分別出現(xiàn)Tet1表達(dá)缺失和Tet3表達(dá)降低外，頂葉TGC在整個(gè)妊娠期間的所有TET中均表達(dá)（圖2B）。因此在E18.5時(shí)，頂葉TGC中5hmC水平降低與Tet3表達(dá)下調(diào)結(jié)果一致。在人胎盤的妊娠早期和晚期的STB細(xì)胞中檢測(cè)到TET1-3蛋白，但在妊娠8周（weeks of gestation，WG）時(shí)除外（TET1未檢測(cè)到）。絨毛CTB細(xì)胞在妊娠早期和晚期TET1和TET2不表達(dá)，TET3從10WG~足月期間均表達(dá)（圖1B）。這些研究結(jié)果表明TET1和TET2在STB分化中起著重要作用。與CTB僅TET3表達(dá)相比，STB中5hmC的較高水平可能是三種TET在STB均表達(dá)的結(jié)果。由于胎盤發(fā)育是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，因此研究這些酶在妊娠中期胎盤中的表達(dá)也很重要。
關(guān)于TET酶的非催化作用，TET酶與一些表觀遺傳修飾因子（如組蛋白修飾酶）相互作用，導(dǎo)致TET靶向基因的抑制。如有研究表明TET1和EZH2之間的相互作用，它負(fù)責(zé)調(diào)控H3K27me3（一種在CTB細(xì)胞核中的組蛋白標(biāo)記）和其他組蛋白修飾。
雖然胎盤結(jié)構(gòu)在不同細(xì)胞類型中存在差異，但在妊娠期間的人和小鼠滋養(yǎng)層細(xì)胞中觀察到5mC和5hmC以及TET表達(dá)。在妊娠末期可能會(huì)出現(xiàn)STB異常，因?yàn)樵谛∈笾蠺ET不表達(dá)，但在人胎盤中TET表達(dá)。整個(gè)妊娠期間，在人類中5hmC水平增加，而在小鼠中5hmC降低。當(dāng)然，還需要更多的研究來證實(shí)小鼠和人類之間的差異，并闡明其在胎盤發(fā)育過程中在細(xì)胞調(diào)控和分化中的作用。
胎盤印記基因中的DNA羥甲基化
1984年的細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)首次描述了基因組印跡，帶有兩組母系染色體（雌核發(fā)育(gynogenotes)）或兩組父系染色體（雄核發(fā)育(androgenote)）的小鼠胚胎無法正常發(fā)育，前者表現(xiàn)為胚胎外組織（胎盤和卵黃囊）生長遲緩和異常發(fā)育，后者表現(xiàn)為胚胎外組織過度生長和胚胎本身發(fā)育不良。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明盡管遺傳信息相似，但遺傳的母系和父系染色體在功能上并不相同�；蚪M印跡是一種表觀遺傳機(jī)制，其中印跡基因表現(xiàn)為單等位基因和親本依賴性表達(dá)，受DNA差異甲基化區(qū)域（DMR）調(diào)控。其中一些DMR充當(dāng)印跡調(diào)控區(qū)（imprinting control region，ICR）并調(diào)控印跡基因簇表達(dá)，印跡基因簇包含幾個(gè)相鄰的母系印跡和父系印跡基因。因此，印跡基因表達(dá)失調(diào)可能會(huì)影響胎兒正常發(fā)育，并導(dǎo)致人類疾�。ㄈ缬≯E綜合征）。
盡管DNA甲基化已在基因組印跡背景下得到了廣泛研究，但DNA羥甲基化在ICR調(diào)控中的作用及在印跡基因表達(dá)中的作用研究較少。研究表明，雙Tet1/Tet2基因敲除小鼠在不同印跡位點(diǎn)表現(xiàn)出DNA甲基化變化。Tet1和Tet2參與細(xì)胞融合模型中基因組印記的有效敲除，通過將5mC轉(zhuǎn)化為5hmC參與小鼠原始生殖細(xì)胞的印記敲除，表明5hmC在基因組印記中的敲除、建立和維持中起著關(guān)鍵作用。然而關(guān)于TET缺失在胎盤特異性印跡基因的作用機(jī)制尚不清楚。在TET1敲除小鼠精子父系表達(dá)基因（如Peg10和Peg3）的幾個(gè)DMR表現(xiàn)出高甲基化模式，在Tet1敲除胎盤中Peg3 DMR高甲基化，表明TET1在父系印記敲除中起著關(guān)鍵作用。這導(dǎo)致了許多不同的表型，如胎盤、胎兒和出生后的生長缺陷以及早期胚胎致死性。
在人的胎盤中，印跡基因CDKN1C表達(dá)與出生體重和ICR調(diào)控CDKN1C表達(dá)的5hmC富集之間存在相關(guān)性。Hernandez-Mora等團(tuán)隊(duì)揭示了單等位基因5hmC在GNAS A/B DMR、H19基因體和幾種胎盤特異性DMR（如MCCC1、RHOBTB3、SCIN、DNMT1和ACTL10）區(qū)域中的富集。一些在DMR中5hmC富集的基因與印跡疾病相關(guān)，因此對(duì)這些DMR中5hmC水平的研究具有特別的相關(guān)性。由于5hmC由先前甲基化DNA氧化產(chǎn)生，可能會(huì)出現(xiàn)僅在印跡DMR甲基化等位基因上存在5hmC的情況。
宮內(nèi)生長受限（IUGR）中的DNA羥甲基化
宮內(nèi)生長受限（intrauterine growth restriction，IUGR）是一種復(fù)雜而常見的產(chǎn)科并發(fā)癥，并與圍產(chǎn)期發(fā)病率和死亡率顯著相關(guān)，主要在于胎兒無法實(shí)現(xiàn)其生長潛能�；诔暀z測(cè)估計(jì)的胎兒長度，當(dāng)?shù)陀谔g第10百分位時(shí)，歸類為IUGR。IUGR可能是母體、胎盤或胎兒的原因，其中營養(yǎng)和氧氣運(yùn)輸不足導(dǎo)致的胎盤功能不全是主要原因之一。
目前的研究除了對(duì)IUGR胎盤中DNA甲基化的廣泛研究外，還對(duì)IUGR胎盤中的DNA羥甲基化進(jìn)行了分析（表1）。對(duì)單卵（monozygotic，MZ）雙胞胎的研究對(duì)于理解妊娠并發(fā)癥和人類疾病的表觀遺傳學(xué)基礎(chǔ)具有重要價(jià)值。在MZ雙胞胎選擇性宮內(nèi)生長受限（sIUGR）胎盤中揭示了全基因組DNA羥甲基化降低。Zhang等團(tuán)隊(duì)揭示了sIUGR妊娠中較小比例的胎盤中表現(xiàn)出全基因組5hmC水平降低，同時(shí)還表現(xiàn)出ANGPTL4和HIF1A基因啟動(dòng)子中5hmC水平較低，ANGPTL4和HIF1A基因?yàn)榈脱蹴憫?yīng)基因，在小比例sIUGR胎盤中下降，可能是因?yàn)門ET酶需要氧氣將5mC氧化成5hmC。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，子宮內(nèi)缺氧導(dǎo)致胎兒生長受限。此外癌癥研究表明，缺氧會(huì)影響TET酶的活性。對(duì)表觀遺傳調(diào)節(jié)因子在IUGR胎盤中的表達(dá)研究結(jié)果表明，TET3表達(dá)以及所有三種DNMT（DNMT1、DNMT3A和DNMT3B）上調(diào)，全基因組DNA甲基化或羥甲基化水平無變化。研究闡明了DNA羥甲基化在不協(xié)調(diào)胎兒生長甚至胎盤相關(guān)疾病中的潛在作用。
此外，還要考慮到環(huán)境條件可能會(huì)影響胎盤表觀基因組并可能影響胎兒生長。大鼠實(shí)驗(yàn)表明，在妊娠期間給予低蛋白飲食或母體暴露于三氯乙烯（一種廣泛存在的環(huán)境污染物）會(huì)導(dǎo)致5hmC水平失調(diào)，并與胎兒生長受限有關(guān)。在IUGR大鼠模型中，Wnt5啟動(dòng)子的Wnt2基因表達(dá)和5hmC水平降低，表明營養(yǎng)缺乏（最終導(dǎo)致IUGR）可能改變胎盤的表觀遺傳狀態(tài)。同時(shí)，妊娠期間母體暴露于三氯乙烯對(duì)大鼠胎兒體重產(chǎn)生負(fù)面影響，并導(dǎo)致5hmC水平和Tet3表達(dá)增加。
表1：胎盤DNA羥甲基化與妊娠并發(fā)癥相關(guān)的研究，如宮內(nèi)生長受限、子癇前期和妊娠丟失先兆子癇中的 DNA 羥甲基化
先兆子癇（preeclampsia，PE）是一種妊娠相關(guān)疾病，影響約3-5%的孕婦，其特征是先前血壓正常的女性在20WG后出現(xiàn)高血壓和蛋白尿，可能導(dǎo)致孕產(chǎn)婦、圍產(chǎn)期和胎兒的死亡率和發(fā)病率，并與IUGR、胎盤早剝、早產(chǎn)和心血管疾病等長期并發(fā)癥有關(guān)。
一些表觀遺傳變化與PE有關(guān)，如DNA甲基化和羥甲基化修飾。一項(xiàng)研究顯示H19啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化導(dǎo)致早發(fā)性先兆子癇胎盤的mRNA表達(dá)降低，同時(shí)還表現(xiàn)出全基因組DNA甲基化水平和DNMT1甲基轉(zhuǎn)移酶mRNA增加。近期一些研究還分析了PE胎盤中DNA羥甲基化水平（表1）：Liu等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果表明了整體5hmC水平下降，與PE胎盤中TET1-3表達(dá)下降一致；其他研究也報(bào)道與對(duì)照組胎盤相比，PE胎盤中的全基因組5hmC水平較低，TET水平降低；Li等團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果揭示了PE胎盤中5hmC水平和TET2轉(zhuǎn)錄本的降低，這與使用TET2 shRNA敲低細(xì)胞模型時(shí)獲得的結(jié)果一致，TET2下調(diào)導(dǎo)致5hmC水平降低、滋養(yǎng)層遷移和侵襲減少，此外TET2下調(diào)抑制了MMP9表達(dá)，MMP9是一種血管生成相關(guān)蛋白，可以通過維生素C（TET酶活性激活劑）來挽救；Ma等團(tuán)隊(duì)研究表明，PE胎盤和低氧培養(yǎng)細(xì)胞中IGF1 mRNA和蛋白表達(dá)降低，低氧條件下培養(yǎng)的PE胎盤和滋養(yǎng)層細(xì)胞顯示整體5hmC水平降低、整體5mC水平增加，5hmC降低與PE胎盤中TET表達(dá)降低結(jié)果一致；其他研究沒有表明PE胎盤和無并發(fā)癥妊娠胎盤之間5hmC整體水平的差異，盡管PE胎盤中5mC水平較高；Zhu等團(tuán)隊(duì)研究也沒有揭示PE和非PE胎盤之間整體DNA羥甲基化水平和整體DNA甲基化水平的差異，但檢測(cè)到與403個(gè)基因相關(guān)的714個(gè)DMR和與61個(gè)基因重疊的119個(gè)差異羥甲基化區(qū)域（DHMR）的位點(diǎn)特異性修飾；此外所研究的區(qū)域在5mC和5hmC中沒有同時(shí)變化，突出表明兩種表觀遺傳標(biāo)記可能在遲發(fā)性嚴(yán)重PE中具有獨(dú)立作用。
大多數(shù)使用斑點(diǎn)印跡（Dot blot）和IHC的研究揭示了PE樣品中5hmC整體水平較低（表1），hMeDIP-Seq雖然描述了位點(diǎn)特異性差異，但并未檢測(cè)到全基因組差異。盡管大多數(shù)研究都從母體分析了胎盤組織，但取樣點(diǎn)也可能會(huì)干擾研究結(jié)果。
妊娠丟失中的DNA羥甲基化
妊娠丟失（pregnancy loss，PL，俗稱流產(chǎn)）是最常見的產(chǎn)科并發(fā)癥之一，具有很強(qiáng)的臨床和社會(huì)影響。研究表明，早期妊娠丟失與較高的心理發(fā)病率之間存在關(guān)聯(lián)，如抑郁、焦慮和創(chuàng)傷后應(yīng)激癥。約10-15%臨床確認(rèn)的妊娠終止于自然妊娠丟失。妊娠丟失可能是偶發(fā)性或復(fù)發(fā)性事件，約1-5%的病例為復(fù)發(fā)性妊娠丟失，這種臨床并發(fā)癥具有異質(zhì)性病因，由幾種已知的危險(xiǎn)因素引起，如子宮解剖缺陷、免疫、感染、環(huán)境、內(nèi)分泌、血栓形成和遺傳因素，其中遺傳因素被認(rèn)為是導(dǎo)致妊娠丟失的主要原因，胎兒染色體異常占病例的50-60%。然而，相當(dāng)大比例的復(fù)發(fā)性妊娠丟失具有正常的細(xì)胞核型和特發(fā)性。
由于胎盤在母體-胎兒交換和內(nèi)分泌功能中發(fā)揮作用，胎盤發(fā)育和功能紊亂可能對(duì)胎兒產(chǎn)生負(fù)面影響，最終導(dǎo)致妊娠丟失。越來越多的證據(jù)表明，表觀遺傳功能障礙可能影響正常妊娠的穩(wěn)定性，并導(dǎo)致妊娠期并發(fā)癥（如IUGR和PE）。但TET酶功能失調(diào)和5hmC異常水平是否與可能導(dǎo)致妊娠丟失的異常胎盤功能有關(guān)仍不清楚（表1）。
Wu等團(tuán)隊(duì)對(duì)自然早期妊娠丟失（EPL）和正常妊娠（醫(yī)學(xué)終止妊娠）絨毛膜絨毛中TET和5hmC水平表達(dá)進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，EPL組絨毛中TET1、TET2和TET3表達(dá)低于正常妊娠組，6~8WG期間EPL組5hmC水平較低，但僅在6WG表達(dá)。此外TET和5hmC在正常絨毛中的表達(dá)隨胎齡增加而降低。妊娠中期自然妊娠丟失的人胎盤中TETs表達(dá)和5hmC水平分析結(jié)果揭示了特發(fā)性（idiopathic）妊娠丟失胎盤組織的TET失調(diào)。然而在特發(fā)性病例胎盤樣本12-24WG期間的TET2和TET3過表達(dá)。盡管TET2和TET3表達(dá)在特發(fā)性自然妊娠丟失的胎盤中上調(diào)，但整體DNA羥甲基化水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著變化。在未來，分析特發(fā)性妊娠丟失的胎盤DNA特定基因組區(qū)域的5hmC水平很有必要（如5hmC富集的印跡基因調(diào)控區(qū)域）。
結(jié)論
胎盤對(duì)于支持妊娠期的胎兒發(fā)育至關(guān)重要。盡管單細(xì)胞RNA測(cè)序等新技術(shù)正在出現(xiàn)，并揭示了人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的特異性表征，但研究人類胎盤的復(fù)雜性和胎盤發(fā)育的動(dòng)態(tài)變化仍具有挑戰(zhàn)性。胎盤發(fā)育異常是不同妊娠并發(fā)癥的基礎(chǔ)，因此詳細(xì)理解調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞分化的分子機(jī)制有助于提高相關(guān)疾病的診斷和治療。隨著對(duì)表觀遺傳學(xué)機(jī)制的不斷理解深入，尤其是DNA羥甲基化在正常和復(fù)雜妊娠的人類胎盤發(fā)育過程中可能發(fā)揮的作用，DNA羥甲基化可能是功能性胎盤發(fā)育的重要表觀遺傳機(jī)制。就這一點(diǎn)而言，胎盤研究具有十分重要的意義。
多項(xiàng)研究支持TET和5hmC在胎盤發(fā)育中的作用，當(dāng)然還需要在體外和動(dòng)物模型中進(jìn)行功能研究，尤其是在胎盤中下調(diào)TET，以幫助闡明這些表觀遺傳修飾因子在胎盤細(xì)胞分化和功能中的作用。應(yīng)進(jìn)一步研究5hmC和TET在正常和病理性胎盤、特異性疾病（如IUGR、PE和妊娠丟失等）以及特異性基因組區(qū)域（調(diào)控基因區(qū)域、TSS或CpG島）中的表達(dá)。這些研究將有助于增加知識(shí)，并可能有助于預(yù)防或更好地處理某些產(chǎn)科并發(fā)癥。
參考文獻(xiàn)：
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