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Dec 17, 2023

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Volume de médecine BMC

BMC Medicine volume 21, Numéro d'article : 90 (2023) Citer cet article

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La pré-éclampsie (PE) est l'une des principales causes de morbidité/mortalité maternelle et fœtale pendant la grossesse, et l'alpha-2-macroglobuline (A2M) est associée à la signalisation inflammatoire ; cependant, le mécanisme physiopathologique par lequel l'A2M est impliqué dans le développement de l'EP n'est pas encore compris.

Des échantillons de placenta humain, du sérum et les données cliniques correspondantes des participants ont été recueillis pour étudier le mécanisme physiopathologique sous-jacent à l'EP. Des rats Sprague – Dawley gravides ont reçu une injection intraveineuse d'un vecteur adénoviral transportant A2M via la veine de la queue le jour de gestation (JG) 8,5. Les cellules musculaires lisses de l'artère ombilicale humaine (HUASMC), les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine (HUVEC) et les cellules HTR-8/SVneo ont été transfectées avec des vecteurs adénoviraux exprimant A2M.

Dans cette étude, nous avons démontré que les niveaux d'A2M étaient significativement augmentés dans le sérum des patients atteints d'EP, les artères spiralées utérines et le système vasculaire fœto-placentaire. Le modèle de rat surexpression d'A2M imitait étroitement les caractéristiques de l'EP (c'est-à-dire l'hypertension au milieu de la fin de la gestation, les signes histologiques et ultrastructuraux de lésions rénales, la protéinurie et le retard de croissance fœtale). Par rapport au groupe normal, la surexpression d'A2M a considérablement amélioré la résistance vasculaire de l'artère utérine et altéré le remodelage de l'artère spirale utérine chez les femmes enceintes atteintes d'EP précoce et chez les rats enceintes. Nous avons constaté que la surexpression d'A2M était positivement associée à la prolifération des HUASMC et négativement corrélée à l'apoptose cellulaire. De plus, les résultats ont démontré que la signalisation du facteur de croissance transformant bêta 1 (TGFβ1) régulait les effets de l'A2M sur la prolifération des cellules musculaires vasculaires décrites ci-dessus. Pendant ce temps, la surexpression d'A2M a régressé la vascularisation placentaire du rat et réduit l'expression des gènes liés à l'angiogenèse. De plus, la surexpression d'A2M a réduit la migration des HUVEC, le nombre/longueur des filopodes et la formation de tubes. De plus, l'expression de HIF-1α était positivement liée à A2M, et la sécrétion de sFLT-1 et de PIGF d'origine placentaire était étroitement liée à la PE pendant la grossesse ou à la surexpression de A2M chez le rat.

Nos données ont montré que la surexpression gestationnelle d'A2M peut être considérée comme un facteur contributif conduisant à l'EP, provoquant un remodelage détective de l'artère spirale utérine et une vascularisation placentaire aberrante.

Rapports d'examen par les pairs

En tant que trouble multifactoriel, l'EP est une affection grave de la tension artérielle associée à une protéinurie excessive ou à un dysfonctionnement des organes chez les femmes enceintes après la 20e semaine de grossesse ; son mécanisme pathologique est mal connu à ce jour [1, 2]. Notamment, l'EP est le principal facteur de morbidité et de mortalité maternelle et fœtale dans le monde [3, 4], et les risques ultérieurs d'EP sont particulièrement graves, mettant en danger la vie des mères et de leurs bébés [4]. L'hypoxie persistante dans le placenta est un facteur majeur dans la pathogenèse de l'EP. Le stress oxydatif induit par l'hypoxie dans l'EP peut provoquer un déséquilibre entre les facteurs proangiogéniques (tels que le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF) et le facteur de croissance placentaire [PlGF]) et les facteurs antiangiogéniques (tels que la tyrosine kinase-1 de type fms soluble [sFlt1]) , impactant ainsi la fonction vasculaire placentaire [5]. De plus, le système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) joue un rôle clé dans l'hypertension artérielle de l'EP précoce, c'est-à-dire qu'il existe une sensibilité accrue à l'angiotensine II circulante (ANG II) [6]. De plus, par rapport aux grossesses normales, les taux sériques et les activités de la plupart des composants du SRAA dans l'EP sont diminués, en particulier les taux d'auto-anticorps AT1R (AT1R-AA), Ang I, Ang II et Ang-(1-7) [ 7, 8]. Ces molécules biologiquement actives améliorent la vasoconstriction des artères de résistance dans le placenta, entraînant une hypoxie accrue dans l'EP.

De plus en plus de preuves indiquent que le développement de l'EP peut être très probablement dû au remodelage inadéquat de l'artère spirale utérine au cours du processus de remodelage vasculaire en raison de trophoblastes dysfonctionnels [9]. Un remodelage correct de l'artère spiralée utérine est accompli lorsque la perturbation de la paroi élastique musculaire utérine maternelle facilite l'invasion des trophoblastes extravilleux (EVT), c'est-à-dire lorsque les cellules musculaires lisses épithéliales et vasculaires (CMLV) sont remplacées par des EVT infiltrantes [10]. Le facteur de croissance transformant β1 (TGFβ1) dérivé des cellules uterines natural killer (uNK) régule l'apoptose et la migration des cellules musculaires lisses vasculaires, ce qui assure un bon remodelage de l'artère spiralée [11]. Si ce processus ne se déroule pas correctement, un remodelage inadéquat de l'artère spirale utérine limite l'apport sanguin au placenta et conduit par la suite à une hypoxie placentaire, ce qui augmentera la possibilité de survenue d'EP [12].

On pense que l'angiogenèse placentaire défectueuse est impliquée dans la pathogenèse de l'EP [13]. Par exemple, la suppression de l'angiogenèse placentaire avec de la suramine (un inhibiteur du VEGF), la protéine plasmatique A2 associée à la grossesse (PAPP-A2) ou l'induction d'un stress oxydatif pendant la grossesse peut entraîner une hypertension maternelle, un dysfonctionnement placentaire et un retard de croissance fœtale, c'est-à-dire, l'indice diagnostique de l'EP [14,15,16]. De plus, l'activation de l'autophagie par la régulation négative de la protéine kinase Cβ (PKCβ) entraîne une altération de l'angiogenèse placentaire et induit finalement des symptômes de type PE chez la souris [17]. Prises ensemble, ces données suggèrent l'importance d'une angiogenèse placentaire inappropriée dans la pathogenèse de l'EP.

L'A2M est un inhibiteur de la panprotéase sérique qui joue un rôle dans un mécanisme unique de "piégeage" [18,19,20]. De plus, l'A2M exerce des effets anti-infectieux et anti-inflammatoires en piégeant et en inhibant les protéases libérées par les neutrophiles [21]. L'A2M est principalement synthétisé dans le foie et exprimé dans le cerveau, le cœur et l'appareil reproducteur, et dans ces tissus, l'A2M est impliqué dans de nombreuses fonctions physiologiques et changements pathologiques [18, 22, 23]. Une variété de facteurs angiogénétiques importants sont inactivés par la liaison à A2M, tels que le facteur de croissance basique des fibroblastes (bFGF), le VEGF et le PlGF [22]. En particulier, l'A2M peut réguler de manière coordonnée le système vasculaire utérin pendant la grossesse [22], ce qui nous a incités à étudier les fonctions biologiques de l'A2M dans le contexte de l'EP. Nous émettons l'hypothèse que l'expression accrue d'A2M pourrait jouer un rôle négatif dans le remodelage de l'artère spirale utérine et l'angiogenèse placentaire pendant la grossesse, contribuant ainsi au développement de l'EP.

Des tissus placentaires ont été obtenus à partir de 53 grossesses en bonne santé et de 52 femmes enceintes atteintes d'EP précoce (diagnostiquée avant 34 semaines de gestation). Des échantillons de sérum ont été prélevés chez des femmes enceintes en début de grossesse (22 grossesses saines dans le groupe normal et 18 patientes atteintes d'EP précoce dans le groupe EP), en milieu de grossesse (23 grossesses saines et 12 patientes atteintes d'EP précoce), en fin de grossesse (35 grossesses saines et 30 patientes atteintes d'EP précoce) et une semaine après l'accouchement (18 grossesses saines et 21 patientes atteintes d'EP précoce). Ces femmes enceintes, y compris des grossesses saines et des grossesses précoces avec EP, ont été hospitalisées dans le département de gynécologie et d'obstétrique de l'hôpital d'outre-mer, Université de Jinan, Chine, du 1er janvier 2018 au 23 mai 2021. Le diagnostic d'EP était basé sur les critères émis par la Société internationale pour l'étude de l'hypertension pendant la grossesse (ISSHP) en 2018 [24]. Les critères d'inclusion et d'exclusion pour la collecte de tissus sont énumérés dans le tableau 1.

Les villosités placentaires et les tissus déciduaux ont été immédiatement collectés après l'accouchement, lavés dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) glacée 2 ou 3 fois pour éliminer le sang, et fixés avec de l'azote liquide ou du paraformaldéhyde à 4% pour une étude plus approfondie. Les tissus villeux placentaires du premier trimestre de la grossesse ont été obtenus à partir de cas de grossesses non compliquées et fixés avec du paraformaldéhyde à 4 %. De plus, du sang veineux périphérique a été prélevé sur des femmes enceintes du groupe normal et du groupe d'EP précoce à trois périodes de gestation échantillonnées : 11–13+6 semaines de gestation, 14–27+6 semaines de gestation et la première jour de la dernière hospitalisation (survenant généralement dans la semaine précédant l'accouchement). Le sang postnatal a été prélevé à partir du troisième jour après l'accouchement et le sang du cordon ombilical a été prélevé immédiatement après l'accouchement. Le sang maternel et de cordon ombilical a été prélevé dans des tubes de prélèvement sanguin sous vide EDTA et centrifugé (3000 × g, 4 ° C, 15 min), et le surnageant (c'est-à-dire le plasma) a été extrait et stocké à -80 ° C pour une étude plus approfondie.

Cette étude a été approuvée par le comité d'éthique de l'hôpital d'outre-mer, Université de Jinan, Chine (numéro d'approbation : KY-2021-054) et menée conformément à la déclaration d'Helsinki. Un consentement éclairé signé a été obtenu de tous les participants à l'étude.

Des rats SPF Sprague – Dawley (6 à 8 semaines d'âge, 180 à 200 g de poids) ont été achetés auprès de Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (SCXK 2012-0001, Pékin, Chine). Sur la base d'un rapport précédent [25], nous avons établi un modèle de rat de surexpression d'A2M via une injection dans la veine caudale comme décrit précédemment [26]. En bref, le jour de gestation (JG) 8,5, des rats (à l'exclusion des rats non gravides) ont reçu une injection d'adénovirus exprimant A2M (OBiO Technology Co., Shanghai, Chine), et les résultats de séquençage sont présentés dans le fichier supplémentaire 1 : résultat supplémentaire 1. Nous avons injecté une dose adénovirale d'environ 1 à 2 × 109 pfu par animal, et les adénovirus ont été dissous dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) jusqu'à un volume total de 400 μl. Les rats traités ont été sacrifiés sur GD19.5 (correspondant au troisième trimestre) pour une étude plus approfondie. Les paramètres suivants ont été évalués : la pression artérielle, le débit sanguin et la protéinurie. Le résultat principal de cette étude sera l'hypertension avec mesure de la pression artérielle. Les critères de jugement secondaires sont le débit sanguin, la protéinurie et les analyses histologiques pour mesurer la morphologie et la fonction cellulaire de l'artère spiralée et du vasculaire placentaire. Pour les échantillons de rats, les rats enceintes ont d'abord été euthanasiés pour recueillir les placentas et les fœtus. Selon l'approche de l'équation des ressources [27], un total de 20 rats ont été étudiés, les rats ont été divisés au hasard en deux groupes (n = 10 dans chaque groupe) : les groupes de contrôle et de surexpression d'A2M (note : les rats utilisés dans cette expérience provenaient d'au moins trois lots de modélisation différents). Des nombres aléatoires ont été générés à l'aide de la fonction standard = RAND() dans Microsoft Excel. Chaque rat a été euthanasié par dislocation cervicale après l'expérience. Des expériences impliquant des animaux ont été réalisées conformément aux directives ARRIVE. Tous les processus expérimentaux impliquant des traitements d'animaux ont été menés conformément aux procédures du Comité d'éthique pour l'expérimentation animale, Université de Jinan (numéro d'approbation : 20210302-46).

Pour chaque animal, au moins sept investigateurs différents ont été impliqués comme suit : JW était la seule personne au courant de la répartition des groupes sur la base du tableau de randomisation. PZ a administré des injections intraveineuses dans la veine caudale avec l'aide de JW. Ensuite, GW a effectué l'analyse des données avec le soutien de XC. Enfin, PZ, GW, RL et XY (qui ne connaissaient pas non plus la répartition des groupes) étaient responsables de l'évaluation des résultats.

Comme décrit précédemment [28, 29], la pression artérielle de rats gravides conscients a été mesurée à l'aide d'un système informatisé automatisé de brassard de queue après cinq périodes d'entraînement consécutives (Visitech BP2000, Visitech Systems, Inc., États-Unis). Le débit sanguin de l'artère utérine du rat a été mesuré à l'aide d'un appareil à ultrasons à haute résolution (Esaote MyLab30 Gold, Esaote, Gênes, Italie) pour obtenir des images bidimensionnelles. Des échantillons d'urine de vingt-quatre heures ont été prélevés sur GD7.5 et GD19.5 pour l'analyse des protéines urinaires.

Les colorations à l'hématoxyline et à l'éosine (HE) et à l'acide périodique de Schiff (PAS) ont été réalisées comme suit. Les tissus ont été fixés dans du paraformaldéhyde à 4 % puis inclus dans de la paraffine. Ensuite, des coupes transversales de 4 μm d'épaisseur ont été traitées et colorées avec HE ou PAS pour l'analyse morphologique.

Les colorations immunohistochimiques et immunofluorescentes ont été réalisées comme suit. Des tissus humains ou de rat ont été fixés dans du paraformaldéhyde à 4%, déshydratés, inclus dans de la cire de paraffine et sectionnés en série à une épaisseur de 4 μm. Les coupes ont été incubées avec des anticorps primaires pendant une nuit à 4°C. Par la suite, les coupes ont été colorées avec des anticorps secondaires fluorescents. Les noyaux ont été colorés au DAPI (Invitrogen). Les sections ont été imagées à l'aide d'un microscope à fluorescence (Olympus BX53, Tokyo, Japon). Un minimum de 5 images aléatoires de 3 échantillons ont été analysées par groupe. L'analyse statistique immunohistochimique a été réalisée avec la méthode de notation globale de Fromowitz [30]. Les détails des anticorps sont répertoriés dans le fichier supplémentaire 1 : tableau supplémentaire 1.

Les protéines des tissus humains et de rat, les HUASMC, les cellules HTR-8/SVneo et les HUVEC dans les expériences de transfert Western ont été analysées avec au moins trois répétitions comme décrit précédemment [31]. Les détails des anticorps sont répertoriés dans le fichier supplémentaire 1 : tableau supplémentaire 2.

Des échantillons de sang total ont été prélevés à partir de sang maternel ou de cordon ombilical humain et de rat. Les substances à tester dans les sérums ont été dosées par spectrophotométrie UV à l'aide de kits de détection selon les instructions du fabricant (Mbbiology Biological, Jiangsu, Chine). Les détails du kit sont fournis dans le fichier supplémentaire 1 : tableau supplémentaire 3.

Des biopsies de reins de rat (1 mm3) ont été fixées pendant 2 à 4 h à 4 °C, lavées et stockées pendant une nuit à 37 °C. Les échantillons fixés ont ensuite été préparés pour une coupe ultra-mince. Après une double coloration uranium-plomb, les échantillons ont été incubés à température ambiante pendant une nuit, et les images ont été collectées et analysées au microscope électronique à transmission (HT7700, Hitachi, Japon).

Un kit d'apoptose Annexin V-FITC (88-8005-72, Thermo Fisher, USA) a été utilisé pour déterminer les taux d'apoptose des cellules HUASMC et HTR-8/SVneo par analyse de cytométrie en flux. Les cellules ont été analysées à l'aide d'un cytomètre en flux FACS (Becton-Dickinson, San Jose, CA, USA). Les données acquises ont été analysées à l'aide du logiciel FCS-Express version 3.0 (De Novo).

L'analyse du cycle cellulaire a également été réalisée par cytométrie en flux. En bref, les cellules ont été collectées et lavées dans du PBS, puis fixées dans de l'éthanol (70%). Après une nuit d'incubation à -20 ° C, les cellules ont été colorées avec du PI et soumises à une cytométrie en flux. Ensuite, la distribution des cellules dans les phases G1, S et G2/M du cycle cellulaire a été déterminée.

Un total de 5 × 105 cellules HTR-8/SVneo ou HUVEC ayant reçu un véhicule ou des vecteurs adénoviraux exprimant A2M pendant 48 h ont été ensemencées dans des plaques à 6 puits et cultivées pour atteindre des monocouches confluentes. Ensuite, une pointe de pipette de 2 μl a été utilisée pour créer les rayures. Les images des cellules migrées ont été enregistrées à 0–36 h. Le pourcentage de fermeture de la plaie a été analysé.

Les cellules transfectées (1 × 105 cellules HTR-8 / SVneo ou HUVEC dans 100 μl de milieu sans sérum) ont été ensemencées dans des inserts transwell (pores de 8 -μm; # 3422, Costar, Cambridge, MA, USA), et le reste du protocole a été décrit précédemment [32] (note : les cellules ont été privées de sérum pendant 24 h avant d'être récoltées sur les plaques).

Des HUVEC (5 × 104) ont été étalées sur les puits revêtus de Matrigel de plaques à 24 puits et incubées pendant 6 h. Les tubes HUVEC ont été évalués sous un microscope à fluorescence inversé (Nikon TE300, Japon). La longueur des tubes formés a été analysée. Les expériences ont été réalisées en triple.

Dans toutes nos études expérimentales, chaque expérience a été réalisée au moins en trois exemplaires, et une évaluation des résultats en aveugle a été mise en œuvre. Les coefficients moyens de variation (CV) pour les valeurs en triple ont été calculés, et un CV moyen global a ensuite été déterminé sur la base de ces valeurs. L'analyse statistique a été effectuée à l'aide du programme de progiciel statistique SPSS 23.0. La construction de graphiques statistiques a été réalisée à l'aide du progiciel GraphPad Prism 8 (GraphPad Software, CA, USA). Des tests T ont été utilisés pour analyser les variables continues normalement distribuées et des tests U de Mann-Whitney ont été utilisés pour analyser les variables asymétriques (les données étaient normalement distribuées). Toutes les valeurs sont présentées sous forme de moyenne ± ET ou de médiane (intervalle interquartile). Les taux ont été comparés à l'aide des tests exacts de Fisher et du chi carré de Pearson, qui ont été utilisés pour déterminer s'il y avait une différence entre les données de contrôle et expérimentales. P < 0,05 était considéré comme significatif [31, 33, 34]. Toutes les données statistiques sur les expérimentations animales et la valeur exacte de n sont présentées dans le fichier supplémentaire 1 : tableau supplémentaire 4.

Dans cette étude, les données de 53 femmes enceintes en bonne santé et de 52 femmes enceintes atteintes d'EP précoce ont été analysées statistiquement pour évaluer leurs caractéristiques cliniques et de laboratoire et les issues défavorables de la grossesse (tableau 2). Les résultats sont cohérents avec les caractéristiques du PE (Fichier complémentaire 1 : Résultat complémentaire 2). En utilisant ELISA et la coloration immunofluorescente, nous avons démontré que les taux sériques maternels d'A2M au cours des deuxième et troisième trimestres étaient significativement élevés chez les patients atteints d'EP par rapport aux sujets sains, mais il n'y avait pas de différence significative dans la période postnatale (Fig. 1a). La coloration immunofluorescente de l'A2M et de l'α-SMA a montré que l'A2M était principalement exprimée dans les muscles lisses de l'artère spirale de la caduque basale humaine (Fig. 1b, d), et qu'il y avait une expression significativement plus élevée de l'α-SMA et de l'A2M dans l'ONU -artères spiralées remodelées que dans les artères spiralées remodelées (Fig. 1c). De plus, nous avons découvert les artères spiralées plus non remodelées dans la decidua basalis PE que dans la grossesse normale (Fig. 1d, d1). De plus, la double coloration par immunofluorescence des coupes transversales des artères spiralées a démontré une expression significativement plus élevée d'α-SMA et d'A2M dans le groupe PE par rapport au groupe normal (Fig. 1d, d2 – d3), ce qui a été confirmé par les données de transfert Western. de la caduque basale humaine (Fig. 1e, e1–e2).

Évaluer l'expression d'A2M dans la partie maternelle et la partie fœtale du placenta. a Détermination des niveaux d'A2M dans le sérum maternel obtenu à partir des premier, deuxième et troisième trimestres de la grossesse et le troisième jour après l'accouchement dans les groupes normaux et PE par ELISA. b, c Coloration par immunofluorescence représentative de l'A2M et de l'α-SMA dans les coupes transversales de l'artère spirale de la caduque basale du premier trimestre (contre-colorée au DAPI) (b), et c est l'analyse quantitative de la zone d'expression positive de α-SMA et A2M dans le vaisseau total. d, d1–d3 Coloration immunofluorescente représentative de α-SMA et A2M dans les coupes transversales de l'artère spiralée de la caduque basale du troisième trimestre (contre-colorée au DAPI) (d), d1 est l'analyse du rapport d'un- vaisseaux sanguins remodelés par champ, et d2 – d3 est l'analyse quantitative de la zone d'expression positive de α-SMA (d2) et A2M (d3) dans le vaisseau total. e, e1–e2 Western blot montrent l'expression de α-SMA et A2M dans la caduque basale du troisième trimestre (e), et e1–e2 sont l'analyse quantitative de l'expression de α-SMA (e1) et A2M ( e2) dans les groupes normal et PE. f Détermination des niveaux d'A2M dans le sérum du cordon ombilical dans les groupes normaux et PE par ELISA. g, g1 Western blot données montrant le niveau d'A2M dans le chorion villeux du troisième trimestre (g), et g1 est l'analyse quantitative de l'expression d'A2M dans les groupes normaux et PE. h Analyse immunohistochimique A2M de coupes transversales de chorion villeux du premier ou du troisième trimestre. i Coloration immunohistochimique HE et CD31 représentative sur des coupes transversales de chorion villeux du troisième trimestre des groupes normal et PE. j, j1–j2 Coloration immunohistochimique du VEGF et du VEGFR2 sur des coupes transversales du chorion villeux du troisième trimestre des groupes normal et PE (j), et j1–j2 montrent l'analyse quantitative du VEGF (j1) et du VEGFR2 (j2) expression dans les deux groupes. Barres d'échelle = 100 μm en b et d ; 20 μm en h–j. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

En utilisant ELISA et Western blot, nous avons démontré que les niveaux d'A2M dans le sérum du cordon ombilical et le chorion villeux étaient significativement élevés chez les patients atteints d'EP par rapport aux sujets sains (Fig. 1f, g, g1), et que l'A2M était spécifiquement exprimé dans l'endothélium vasculaire du chorion villeux dans le placenta humain, révélé par la coloration immunohistochimique de l'A2M (Fig. 1h). De plus, moins de vaisseaux sanguins et de plus petites capacités vasculaires ont été observés dans les placentas des patients EP que dans les placentas du groupe normal (Fig. 1i), tandis que nous avons découvert l'expression significativement diminuée du VEGF et de son récepteur VEGFR2 dans le groupe EP (Fig. 1j, j1 –j2).

L'établissement réussi du modèle de rat de surexpression d'A2M (Fig. 2a) a été vérifié par les données d'ELISA (Fig. 2b) et de Western blot (Fig. 2c, d). Il y avait une augmentation significative des niveaux d'A2M dans le sérum maternel et les rats surexprimant A2M au jour de gestation 19,5 (Fig. 2b) et une expression accrue de la protéine A2M dans la decidua basalis de rat surexpression A2M (Fig. 2c, c1) et le fœto-placenta ( Fig. 2d, d1) par rapport à ceux des rats témoins (véhicule).

Évaluation de la pression artérielle et des indices de la fonction hépatique et rénale dans le modèle de rat de surexpression A2M. a Illustration schématique de l'établissement d'un modèle humanisé de rat gravide avec surexpression d'A2M. b Détermination des taux d'A2M dans les sérums de rats gravides à différents stades de gestation (GD7.5 et GD19.5) dans les groupes contrôle et surexpression d'A2M par ELISA. c, d, c1 – dI Les données de Western blot montrant le niveau d'A2M dans la caduque basale (c) et le fœto-placenta (d), et c1 – d1 sont l'analyse quantitative de l'expression d'A2M chez les rats témoins et les rats surexprimés d'A2M. e–h Les tendances de la variation de la pression systolique (e, g) ou diastolique (f, h) des groupes témoins et surexprimant A2M chez les rats non gravides (e, f) et gravides (g, h). i, j Images TEM représentatives des reins des deux groupes. k – o Coloration HE représentative (k – l) et coloration PAS (m, n) de coupes transversales de reins de rat des groupes de contrôle et de surexpression d'A2M, et o montre l'analyse quantitative de la zone de l'espace de Bowman des deux groupes . p Taux de protéines urinaires (mg/24 h) à GD7.5 et GD19.5 chez les rats témoins et les rats surexprimant A2M. q–u Détermination des niveaux de BUN (q), CREA (r), UA (s), ALT (t) et AST (u) dans les sérums de rats des groupes de contrôle et de surexpression d'A2M. Barres d'échelle = 5 μm dans i, j ; 50 μm en k–n. Abréviations : TEM, microscope électronique à transmission ; Enc, cellule endothéliale ; Podo, podocyte ; bouchon, capillaire ; BUN, azote uréique du sang ; CREA, créatinine; UA, acide urique ; ALT, alanine aminotransférase ; AST, aspartate aminotransférase. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

Pour évaluer si les manifestations du modèle de rat de surexpression d'A2M étaient compatibles avec les manifestations cliniques de l'EP, nous avons d'abord mesuré dynamiquement la pression artérielle des rats auxquels on a administré des vecteurs adénoviraux exprimant le véhicule ou l'A2M. Les résultats n'ont montré aucun changement de la pression artérielle chez les rats non gravides après l'administration d'A2M (Fig. 2e, f), mais les pressions systolique et diastolique ont été augmentées de manière significative mais progressive chez les rats ayant reçu l'A2M dans la semaine suivant l'administration d'A2M (Fig. 2g, h). Les images TEM du glomérule de rat indiquaient clairement que la surexpression d'A2M provoquait des dommages ultrastructuraux au glomérule, tels qu'un œdème, un effondrement de la lumière vasculaire et une hyperplasie endothéliale (Fig. 2i, j). La coloration HE et PAS a montré que la surexpression d'A2M provoquait en effet une augmentation de l'infiltration des cellules inflammatoires et même des dommages morphologiques dans le glomérule, comme une capsule de Bowman plus étroite, par rapport au témoin (Fig. 2k – o). La mesure des protéines urinaires sur 24 heures a été réalisée à l'aide d'un test de protéines BCA et les résultats ont montré une augmentation significative de la surexpression de l'A2M chez le rat par rapport aux rats témoins au jour de gestation 19,5 (Fig. 2p). Les résultats ELISA ont indiqué des augmentations significatives des niveaux de BUN et de CREA, mais aucun changement significatif des niveaux d'ALT, d'AST et d'UA dans le sérum de rat administré par A2M par rapport au sérum de rat témoin (Fig. 2q – u). De plus, la surexpression maternelle d'A2M a entraîné une restriction de la croissance fœtale (par exemple, des fœtus moins nombreux et plus petits et la taille du placenta) (Fichier supplémentaire 1 : Fig. S1).

Étant donné que l'A2M est fortement exprimé dans les muscles lisses vasculaires des femmes enceintes atteintes d'EP précoce, nous avons raisonnablement émis l'hypothèse que l'EP était causée par un remodelage notablement défectueux de l'artère spirale utérine [35], ce qui a entraîné une augmentation de la résistance vasculaire placentaire [36] (Fig. .3a). Par conséquent, nous avons évalué une série d'indices de résistance vasculaire [37] chez les femmes enceintes humaines (Fig. 3b – g). Les résultats ont montré que l'IP du cordon ombilical (Fig. 3b) et l'IR (Fig. 3c) étaient significativement augmentés au cours des deuxième et troisième trimestres de la grossesse chez les femmes atteintes d'EP par rapport aux femmes en bonne santé, et il y avait des augmentations significatives de la pulsatilité de l'artère utérine gauche. (Lt ut-PI) (Fig. 3d), l'indice de pulsatilité de l'artère utérine droite (Rt ut-PI) (Fig. 3e), l'indice de résistance de l'artère utérine gauche (Lt ut-RI) (Fig. 3f) et l'indice de résistance de l'artère utérine droite (Rt ut-RI) (Fig. 3g) chez les femmes enceintes atteintes d'EP par rapport aux femmes enceintes en bonne santé. De plus, l'évaluation échographique des rats gravides (Fig. 3h) a indiqué que la surexpression d'A2M améliorait significativement Lt ut-PI (Fig. 3h1) et Lt ut-RI (Fig. 3h2) par rapport au témoin. L'immunohistochimie a montré une expression accrue de l'α-SMA dans l'artère spirale et davantage d'artères spirales non remodelées chez les rats surexprimant A2M (Fig. 3i, i1 – i2). Des résultats similaires ont été obtenus pour l'expression de α-SMA par Western blot (Fig. 3j).

Évaluation de l'indice de remodelage de l'artère spiralée chez les femmes enceintes et les rats surexprimant A2M. a Illustration schématique de l'établissement de l'EP en raison de l'échec du remodelage de l'artère spiralée. b, c Détermination des valeurs de PI (b) et RI (c) de l'artère ombilicale dans les groupes normaux et PE au cours des deuxième et troisième trimestres de la grossesse. d–g Détermination des niveaux de Lt ut-PI (d), Rt ut-PI (e), Lt ut-RI (f) et Rt ut-RI (g) dans les groupes normal et PE au cours de la première, secondaire et troisième trimestres de la grossesse. h, h1 – h2 Échographie représentative de l'artère spirale utérine de rat de rats témoins et de rats surexprimant A2M (h), et h1 – h2 montrent l'analyse quantitative de Lt ut-PI (h1) et Lt ut-RI (h2) de ce qui précède groupes. i, i1–i2 Analyse immunohistochimique α-SMA de coupes transversales d'artères spiralées des groupes de contrôle et de surexpression d'A2M (i). i1 est l'analyse quantitative de l'expression de l'α-SMA et i2 est le rapport des artères spiralées non remodelées par champ dans les deux groupes. j, j1 Données de transfert Western montrant le niveau d'α-SMA dans la caduque basale (j) et j1 est l'analyse quantitative de l'expression d'α-SMA dans les groupes de contrôle et de surexpression d'A2M. Barres d'échelle = 100 μm en i. Abréviations : PI, indice de pulsatilité ; RI, indice résistif ; Lt ut, artère utérine gauche ; Rt ut, artère utérine droite. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

Nous avons étudié l'effet de l'expression d'A2M sur la prolifération et l'apoptose des cellules musculaires lisses de l'artère spirale utérine en manipulant l'expression d'A2M dans les HUASMC. Le test CCK8 (Fig. 4a) et le Western blot (Fig. 4b, b1 – b2) ont indiqué que la prolifération cellulaire était considérablement augmentée dans le groupe de surexpression d'A2M et diminuée dans le groupe régulé à la baisse par A2M. L'analyse par cytométrie en flux a démontré que l'inactivation de l'expression d'A2M dans les HUASMC n'affectait pas la progression du cycle cellulaire ou l'apoptose, mais la surexpression d'A2M provoquait un arrêt du cycle cellulaire en phase S (Fig. 4c – f) et la suppression de l'apoptose cellulaire (Fig. 4g – j) . Des expériences sur des échantillons humains ont renforcé l'observation comme suit. La double coloration par immunofluorescence de α-SMA et de PCNA a montré un nombre accru de cellules PCNA-positives dans la caduque basale de patients humains atteints d'EP (Fig. 4k, k1), et des résultats similaires ont été obtenus pour l'expression de PCNA par Western blot (Fig. 4l) . De plus, l'analyse Western blot a montré que l'expression du FAS était diminuée dans la caduque basale des patients atteints d'EP (Fig. 4m).

Évaluation de la prolifération et de l'apoptose dans les cellules musculaires lisses de l'artère ombilicale humaine (HUASMC) suite à la manipulation de l'expression de l'A2M et de la caduque basale humaine. a, b, b1–b2 Détermination de la viabilité des HUASMC dans les groupes de contrôle, de surexpression d'A2M et de régulation négative d'A2M après 12, 24, 48, 72 et 96 h d'incubation par dosage CCK-8 (a). Les données de Western blot montrant l'expression de l'A2M et de l'α-SMA dans les HUASMC (b), et b1–b2 montrent l'analyse quantitative de l'expression de l'A2M (b1) et de l'α-SMA (b2) parmi le contrôle, la surexpression de l'A2M et l'A2M- groupes sous-régulés. c–f Données de cytométrie en flux montrant l'analyse du contenu en ADN dans les HUASMC transfectées avec un témoin négatif (témoin) (c), un vecteur de silençage A2M (A2Msi) (d) ou un vecteur surexprimant A2M (A2M) (e), et f montre l'analyse quantitative de la proportion de cellules dans chaque phase du cycle cellulaire dans les trois groupes. g – j L'apoptose des HUASMC transfectées avec un contrôle négatif (témoin) (g), des vecteurs de silençage A2M (h) ou un vecteur de surexpression A2M (i) a été déterminée par cytométrie en flux à l'aide du test d'apoptose annexine V-FITC/PI, et j montre l'analyse quantitative des taux d'apoptose cellulaire dans les trois groupes. k, k1 Coloration double immunofluorescence représentative de α-SMA et PCNA sur les coupes transversales des artères spiralées (contre-colorées avec DAPI) du troisième trimestre des groupes normaux et PE, et k1 montre l'analyse quantitative de l'expression de PCNA dans les deux groupes . l, m Données de Western blot montrant l'expression de PCNA (l) et FAS (m) et l'analyse quantitative de la caduque basale humaine du troisième trimestre des groupes normal et PE. Barres d'échelle = 50 μm en k. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

Pour déterminer les effets des EVT sur le remodelage de l'artère spirale utérine [38, 39] dans le contexte de la surexpression d'A2M, des tests de cicatrisation et d'invasion transwell ont été utilisés, et les résultats ont démontré que la surexpression d'A2M supprimait de manière significative les capacités migratoires et invasives de HTR-8. /Cellules SVneo (Fichier complémentaire 1 : Fig. S2). Nous avons également constaté que la prolifération des cellules trophoblastiques était diminuée et que l'apoptose cellulaire était améliorée dans le contexte de la surexpression d'A2M (Fichier supplémentaire 1 : Fig. S3).

Le transfert Western a montré que la surexpression d'A2M augmentait l'expression de PCNA et de p-Smad2 / 3, tandis que la régulation négative d'A2M supprimait l'expression des deux gènes dans les HUASMC (Fig. 5a, a1 – a4); de plus, l'ajout de TGFβ1 a augmenté de manière significative l'expression de A2M, PCNA et p-Smad2/3 (Fig. 5b, b1 – b4). Les données de Western blot ont démontré que l'expression de TGFβ1 était élevée dans la caduque basale des patients atteints d'EP par rapport aux femmes enceintes normales (Fig. 5c).

Évaluation de la prolifération et de la signalisation TGFβ dans les cellules musculaires lisses suite à la manipulation de l'expression de l'A2M et de la caduque basale humaine. a, a1–a4 Données de transfert Western montrant l'expression de A2M, p-Smad2/3, TGFβ1 et PCNA dans les HUASMC transfectées avec des vecteurs de contrôle négatif, de surexpression A2M ou de silençage A2M (a), et a1–a4 montre le analyse quantitative de A2M (a1), p-Smad2/3 (a2), TGFβ1 (a3) ​​et PCNA (a4) dans les groupes contrôle, surexpression de A2M et sous-expression de A2M. b, b1–b4 Données de Western blot montrant l'expression de A2M, p-Smad2/3, TGFβ1 et PCNA dans des HUASMC transfectées avec un contrôle négatif, traitées avec TGFβ1 et A2M-silence + traitées avec TGFβ1 (b) et b1–b4 montrent l'analyse quantitative des expressions A2M (b1), p-Smad2/3 (b2), TGFβ1 (b3) et PCNA (b4) parmi les groupes témoins, traités avec TGFβ1 et A2M-silencieux + traités avec TGFβ1. c Données de Western blot montrant l'expression de TGFβ1 et l'analyse quantitative de l'expression de TGFβ1 dans la caduque basale humaine du troisième trimestre des groupes normal et PE. d Illustration schématique de la surexpression d'A2M conduisant à la prolifération cellulaire par la voie de signalisation TGFβ. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

La coloration PAS a montré que les rapports entre la taille du labyrinthe et la taille du placenta entier étaient plus petits chez les rats surexprimant A2M que chez les rats témoins (Fig. 6a, a1). La coloration HE a montré que la surface des sinusoïdes sanguins était réduite dans la couche labyrinthe des rats surexprimant A2M par rapport au témoin (Fig. 6a, a2). La coloration par immunofluorescence a révélé l'A2M élevée et l'expression réduite de Caveolin1 dans le labyrinthe des rats surexprimant A2M par rapport aux rats témoins (Fig. 6b, b1 – b2). Ces résultats ont été confirmés par les données de transfert Western du labyrinthe du rat (Fig. 6c, d, c1 – d1). De plus, le Western blot a montré que l'expression du VEGF et du CD31 dans le labyrinthe placentaire de surexpression d'A2M était significativement plus élevée que celle du contrôle (Fig. 6e, f, e1 – f1).

Évaluation de l'angiogenèse fœto-placentaire dans le modèle de rat surexpression d'A2M. a, a1–a2 Coloration PAS et HE représentative (a) sur les coupes transversales de placenta de rat des groupes de contrôle et de surexpression d'A2M, et a1–a2 sont l'analyse quantitative de la zone de la zone labyrinthique placentaire (a1) et la zone de la sinusoïde du sang placentaire (a2) des groupes de contrôle et de surexpression d'A2M. b, b1 – b2 Coloration immunofluorescente représentative de A2M et Caveolin1 dans les coupes transversales de placenta de rat des groupes de contrôle et de surexpression de A2M (b), et b1 – b2 sont l'analyse quantitative des zones positives d'expression A2M et Caveolin1 (% ). c – f, c1 – f1 Données de transfert Western montrant l'expression de A2M ( c ), Caveolin1 ( d ), VEGF ( e ) et CD31 ( f ) dans la zone labyrinthique placentaire des groupes de contrôle et de surexpression de A2M. c1–f1 montre l'analyse quantitative de l'expression de A2M (c1), Caveolin1 (d1), VEGF (e1) et CD31 (f1) des groupes de contrôle et de surexpression de A2M. Barres d'échelle = 2 mm dans le panneau supérieur d'un ; 100 μm dans le panneau inférieur de a ; 50 μm en b. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001

Ensuite, des tests de cicatrisation et de migration transpuits ont été utilisés pour évaluer les capacités de migration et d'invasion des HUVEC. Les résultats ont montré que le taux de fermeture de la plaie (Fig. 7a, a1) et le nombre de HUVEC qui ont migré vers la face inférieure de la membrane (Fig. 7b, b1) ont significativement diminué dans les groupes de surexpression d'A2M par rapport aux groupes témoins. Les filopodes affectent la migration cellulaire, comme présenté à la Fig. 7c, la coloration de la F-actine dans les HUVEC a indiqué la longueur et le nombre réduits de filopodes dans les HUVEC de surexpression d'A2M par rapport au contrôle (Fig. 1c, c1 – c2). De plus, la surexpression d'A2M dans les HUVEC a considérablement réduit l'expression de ZO-1 (Fig. 7d, d1) et supprimé de manière significative la formation de tubes HUVEC (Fig. 7e, e1), ce qui implique l'inhibition de la capacité de migration des cellules épithéliales.

Évaluation de la migration cellulaire et de la formation de tubes de HUVEC suite à la manipulation de l'expression d'A2M. a, a1 Images représentatives des tests de cicatrisation des HUVEC à 24 h à partir de groupes de contrôle négatif (contrôle) ou de surexpression d'A2M (a), et a1 montre l'analyse quantitative de la migration cellulaire relative dans les deux groupes. b, b1 Images représentatives des tests de migration transwell des HUVEC transfectées avec des vecteurs de contrôle négatif ou de surexpression A2M après 24 h d'incubation (b), et b1 montre l'analyse quantitative du nombre de cellules migrées dans les deux groupes. c, c1–c2 Coloration fluorescente représentative et images à fort grossissement de la F-actine sur le contrôle négatif ou les HUVEC de surexpression A2M (c) et c1–c2 montrent l'analyse quantitative du nombre (c1) et de la longueur (c2) des filopodes de chaque cellule dans les deux groupes. d, d1 Coloration immunofluorescente représentative de ZO-1 sur le contrôle négatif ou les HUVEC de surexpression d'A2M (d), et d1 montre l'analyse quantitative de l'intensité de fluorescence relative de ZO-1 (% du contrôle) dans les deux groupes. e, e1 Images représentatives des essais de formation de tubes de HUVEC après 6 et 24 h d'incubation à partir de groupes de contrôle négatif ou de surexpression d'A2M, et e1 montre l'analyse quantitative de la longueur totale du tube (% du contrôle) à 6 h d'incubation dans les deux groupes. Barres d'échelle = 200 μm en a et e ; 50 µm en b et d ; 20 μm en c. **P < 0,01, ***P < 0,001

Le transfert Western a démontré une expression élevée de HIF-1α dans les HUASMC à surexpression de A2M, mais aucun changement dans l'expression de HIF-1α lorsque A2M était régulé à la baisse (Fig. 8b – b1). Ces résultats suggèrent qu'un remodelage défectueux de l'artère spiralée ainsi qu'une angiogenèse placentaire aberrante provoquent une ischémie, ce qui induit en outre l'expression élevée de HIF-1α. Notamment, nous avons constaté que le niveau de sFLT-1 était significativement plus élevé et que le niveau de PIGF était significativement réduit dans le groupe PE par rapport à celui du groupe normal au cours des différentes étapes de la grossesse (Fig. 8c, d). Il y avait une corrélation négative entre PIGF et A2M (R = −0,768, P <0,001) et une corrélation positive entre sFLT-1 et A2M (R = 0,659, P <0,001) dans le plasma maternel des femmes pré-éclampsiques (Fichier supplémentaire 1 : figure S4). Dans le modèle de rat de surexpression d'A2M, les niveaux de sFLT-1 ont augmenté (Fig. 8e) et les niveaux de PIGF ont diminué (Fig. 8f), de manière significative dans le sérum des rats de surexpression d'A2M par rapport aux rats témoins à 19,5 jours de gestation.

Mesure des taux de HIF-1α et de sFIt-1/PIGF dans le sérum maternel et les HUASMC manipulés par A2M. a Illustration schématique d'un remodelage inapproprié de l'artère spiralée et d'une angiogenèse placentaire anormale en présence d'une surexpression d'A2M. b, b1 Western blotting data montrant l'expression de HIF-1α dans les groupes contrôle, surexpression de A2M et A2M régulé à la baisse (b), et b1 montre l'analyse quantitative de l'expression de HIF-1α dans les trois groupes. c, d Données ELISA montrant les niveaux de sFLT-1 (c) et de PIGF (d) dans le sérum maternel humain obtenu au cours des premier, deuxième et troisième trimestres de la grossesse dans les groupes normaux et PE. e, f Données ELISA montrant les niveaux de sFLT-1 (e) et de PIGF (f) dans le sérum de rat maternel à GD7.5 et GD19.5 dans les groupes de contrôle et de surexpression de A2M. *P < 0,05, ***P < 0,001

Une étude précédente a démontré qu'une légère inflammation systémique se produisait chez les femmes enceintes en bonne santé et que l'état s'aggravait dans l'EP [40]. Dans la présente étude, nous avons rapporté qu'un niveau accru d'A2M était impliqué dans la survenue d'une pré-éclampsie précoce via son impact négatif sur le remodelage de l'artère spirale utérine et l'angiogenèse placentaire (Fig. 9). Parce que l'A2M peut réduire les lésions inflammatoires endogènes/exogènes, il a été utilisé dans une variété de traitements des douleurs orthopédiques, telles que la bursite sous-acromiale, l'épicondylite latérale et la tendinite d'Achille [41]. L'A2M est également utilisé pour déterminer l'état de l'inflammation dans les maladies dégénératives, immunitaires, digestives et urinaires [42, 43, 44, 45]. Dans cette étude, nous avons trouvé un déséquilibre entre les cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires pendant la grossesse avec EP (Fichier supplémentaire 1 : Fig. S5), impliquant la possibilité que l'A2M soit impliqué dans le développement de l'EP pendant la grossesse. En tant qu'inhibiteur de protéinase unique, l'A2M n'élimine pas complètement les cytokines pro-inflammatoires dans l'EP, tandis qu'une A2M élevée peut être responsable du phénotype de type PE, ce qui suggère que l'A2M peut jouer un rôle d'épée à double tranchant dans le développement de l'EP [46] .

Un modèle proposé qui montre l'hypothèse sous-jacente du rôle de l'A2M dans le développement de l'EP. Le mécanisme proposé par lequel l'A2M est impliqué dans la survenue de l'EP via son impact négatif sur le remodelage de l'artère spirale utérine et l'angiogenèse placentaire

La modification artérielle en spirale utérine et l'angiogenèse placentaire sont des événements cruciaux qui fournissent un apport sanguin suffisant pour perfuser complètement le placenta et ainsi répondre aux exigences du fœtus en croissance pendant la grossesse [47, 48]. Par conséquent, si les modifications sont interrompues pour une raison quelconque, la conséquence serait la modification inadéquate des artères spiralées et une angiogenèse placentaire aberrante, ce qui pourrait augmenter considérablement le risque de scénario PE [49]. Par conséquent, dans cette étude, nous avons étudié les effets possibles de la surexpression d'A2M sur les deux événements dans le développement de l'EP pendant la grossesse.

Notre étude clinique de cohorte de grossesse a montré que l'A2M était principalement exprimé dans l'artère spiralée à partir du troisième trimestre de la grossesse, ce qui est similaire à l'expression de l'α-SMA ; les niveaux d'A2M dans le sérum des femmes enceintes atteintes d'EP précoce ont été significativement augmentés au cours des deuxième et troisième trimestres de la grossesse, et des résultats similaires ont été observés dans la caduque utérine humaine (Fig. 1a – e), ce qui indique la survenue de remodelage inadéquat de l'artère spirale utérine. En d'autres termes, la surexpression d'A2M pourrait être étroitement associée à la physiopathologie de l'EP en affectant négativement le remodelage de l'artère spirale utérine. Nous avons émis l'hypothèse que l'A2M inhibait les protéases, les cytokines et les facteurs de croissance apparentés [50], ce qui aurait un impact sur la survie et les fonctions physiologiques des cellules musculaires lisses lors du remodelage de l'artère spirale. De plus, nous avons constaté que la surexpression d'A2M dans le lit vasculaire placentaire limitait considérablement l'angiogenèse placentaire (Fig. 1f – j); ainsi, la vascularisation anormale des villosités placentaires est évidemment un facteur clé qui ne peut être négligé. Il est à noter que l'A2M serait impliquée dans l'athérosclérose en facilitant la lipogenèse des cellules musculaires lisses vasculaires [51], suggérant un mécanisme pathologique possible dans l'EP, c'est-à-dire une lésion vasculaire similaire pendant la grossesse.

La surexpression d'A2M a été établie chez des rats non gravides et gravides (Fig. 2) pour étudier la possibilité d'une implication d'A2M dans l'EP. Les différentes réponses de la pression artérielle à la surexpression d'A2M entre les rats non gravides et gravides ont notamment indiqué que l'augmentation de la pression artérielle induite par la surexpression d'A2M était associée à la grossesse (Fig. 2e – h). De plus, les phénotypes suivants ont été observés : modifications morphologiques des reins de rat et protéinurie chez les rats qui ont sans aucun doute contribué à l'apparition de la PE chez les rats surexprimant A2M (Fig. 2i – u) et restriction de croissance intra-utérine et mauvaise placentation (Fichier supplémentaire 1 : Fig. S1) qui coïncidaient extrêmement avec les indices diagnostiques de l'EP [52, 53]. De plus, la surexpression d'A2M a également fortement supprimé la vascularisation placentaire (Fig. 6). Toutes ces données nous ont incités à explorer davantage la relation causale entre la surexpression d'A2M et la PE.

En ce qui concerne le remodelage de l'artère spirale utérine [54], nous avons constaté que la surexpression d'A2M favorisait la prolifération des cellules HUASMC et inhibait l'apoptose des cellules HUASMC (Fig. 4a – j), ce qui implique que le remplacement normal des cellules endothéliales spirales utérines et des cellules musculaires lisses était limité dans le contexte. de la surexpression d'A2M. En d'autres termes, la surexpression d'A2M pourrait empêcher la régulation en cascade de la dégradation normalement progressive des cellules musculaires endothéliales et lisses dans les artères spiralées utérines, augmentant ainsi le risque de développer une EP. D'autre part, les caractéristiques des cellules trophoblastes surexprimées par le gène A2M ont été évaluées car la migration et l'invasion des cellules trophoblastes jouent un rôle très important dans le remodelage de l'artère spirale utérine [55, 56]. Les résultats expérimentaux ont révélé que les capacités migratoires et invasives, ainsi que l'apoptose et la prolifération des cellules trophoblastiques, étaient considérablement affectées par l'expression élevée d'A2M (fichier supplémentaire 1 : Fig. S2-S3), ce qui suggère que les EVT d'origine fœtale pourraient être influencés par A2M surchargé par un mécanisme peu clair. Pour mieux traiter les phénotypes susmentionnés, nous avons évalué la signalisation TGFβ après manipulation du gène A2M puisque la superfamille TGFβ est connue pour réguler les réponses des cellules endothéliales vasculaires et musculaires lisses lors du remodelage vasculaire dans des conditions physiologiques et pathologiques [57]. Comme prévu, nos preuves expérimentales (Fig. 5a, b) ont clairement montré une relation causale entre l'expression du gène A2M et l'activation de la signalisation TGFβ, c'est-à-dire que la signalisation TGFβ pourrait être responsable des réponses cellulaires induites par la surexpression A2M des muscles endothéliaux et lisses dans l'utérus. l'artère spiralée décrite ci-dessus, qui se traduit alors par un remodelage vasculaire inapproprié. Cette découverte est bien établie et confirmée par le fait que le TGFβ1 était fortement exprimé dans les muscles lisses de l'artère spiralée utérine des femmes enceintes atteintes d'EP précoce (Fig. 5c).

D'autre part, la surexpression d'A2M a affecté la vascularisation placentaire, comme la coarctation du labyrinthe placentaire et l'expression réduite de marqueurs endothéliaux spécifiques (Caveolin1, CD31) et VEGF (Fig. 6). L'angiogenèse est impliquée dans la prolifération cellulaire, la migration, l'adhésion et la formation de tubes [58]. Dans cette étude, la surexpression d'A2M a clairement inhibé la migration des HUVEC, probablement en inhibant la formation de filopodes endothéliaux et de jonctions cellule-cellule, ainsi que la formation de tubes (Fig. 7a – e). Ces résultats ont révélé que la surexpression d'A2M entraînait l'obstacle à la vascularisation placentaire, ce qui provoquerait ou aggraverait la survenue d'EP.

L'événement initiateur de l'EP précoce est généralement considéré comme une ischémie placentaire et une hypoxie, qui à leur tour provoquent la libération de divers facteurs d'origine placentaire et affectent éventuellement la pression artérielle maternelle pendant la grossesse [59, 60, 61]. La prolifération excessive induite par l'A2M des cellules musculaires lisses a aggravé le remodelage vasculaire inapproprié, ainsi que la vascularisation placentaire aberrante, qui peuvent être des facteurs cruciaux pour l'ischémie placentaire et l'hypoxie. Notamment, l'ischémie et l'anoxie se sont avérées étroitement associées au niveau d'expression du gène A2M (Fig. 8b). De même, nous avons observé une augmentation significative des taux de sFLT-1 et une diminution des taux de PIGF dans le sérum des patients atteints d'EP au cours des deuxième et/ou troisième trimestres de la grossesse (Fig. 8c, d), et les taux de sFLT-1 et de PIGF étaient étroitement associés. avec le niveau d'A2M dans le plasma maternel des femmes en pré-éclampsie (Fichier complémentaire 1 : Fig. S4). De plus, une tendance similaire de changement des niveaux de sFLT-1 et de PIGF dans les sérums de rats gravides a été clairement observée chez les rats surexprimant A2M (Fig. 8e, f). Ces résultats suggèrent que la surexpression d'A2M participe à l'induction de la libération de ces facteurs d'origine placentaire dans le cadre d'une ischémie/hypoxie placentaire exacerbée.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) joue un rôle vital dans le maintien d'une circulation utéroplacentaire adéquate pendant la grossesse normale, ainsi que dans le développement de l'EP [62, 63]. De plus, les auto-anticorps agonistes des récepteurs de l'angiotensine II de type 1 (AT1-AA) ont été découverts pour la première fois chez les femmes atteintes d'EP et peuvent activer le récepteur de l'angiotensine II de type 1 en réponse à l'ischémie placentaire, augmentant ainsi la vasoconstriction du système vasculaire placentaire [64]. Dans cette étude, de nombreux composants du RAAS et des AT1-AA ont montré des expressions anormales dans l'EP (Fichier supplémentaire 1 : Fig. S6-S8). Par conséquent, la dérégulation du RAAS pourrait agir comme un mécanisme ultérieur de PE dans le contexte de la surexpression d'A2M.

En résumé, nos données ont clairement montré comment l'A2M était impliquée dans la physiopathologie de l'EP. En bref, A2M est principalement exprimé dans le muscle lisse vasculaire de l'artère spiralée et du système vasculaire fœto-placentaire, et son niveau est élevé sous l'influence du TGFβ1 activé dans le contexte de l'EP ; l'expression élevée provoque à son tour la prolifération excessive et l'apoptose réduite des cellules musculaires lisses vasculaires dans l'artère spirale utérine ainsi qu'une migration et une invasion trophoblastiques insuffisantes (c'est-à-dire un remodelage inapproprié de l'artère spirale utérine). Pendant ce temps, l'A2M surexprimé dans les villosités placentaires limite également considérablement l'angiogenèse placentaire. Les deux résultats complets exacerbent l'ischémie/hypoxie placentaire et modifient la libération de sFLT-1 et de PIGF du placenta, ce qui entraîne l'apparition d'hypertension maternelle, de protéinurie et de restriction de croissance fœtale, c'est-à-dire d'EP. En outre, ce travail présente plusieurs limites, telles que le manque de mécanismes moléculaires précis sous-jacents à l'implication de l'A2M dans la progression de l'EP, le petit nombre d'échantillons d'EP et de contrôle et le manque d'études prospectives. Enfin, il est important de concevoir des expériences plus intégrées pour aborder complètement le mécanisme physiopathologique sous-jacent à l'EP. Si tel est le cas, nous pouvons nous attendre à ce que l'A2M devienne un biomarqueur potentiel et une cible thérapeutique pour l'EP à l'avenir.

Le partage de données ne s'applique pas à cet article car aucun ensemble de données n'a été généré ou analysé au cours de l'étude actuelle.

Alpha-2-macroglobuline

Angiotensine II

Autoanticorps agoniste des récepteurs de l'angiotensine II de type 1

Autoanticorps AT1R

Facteur de croissance basique des fibroblastes

Dosage immuno-enzymatique

Cytotrophoblastes extravilleux

Hématoxyline et éosine

Cellules musculaires lisses de l'artère ombilicale humaine

Cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine

Indice de pulsatilité de l'artère utérine gauche

Index résistif de l'artère utérine gauche

Acide périodique Schiff

Solution saline tamponnée au phosphate

Pré-éclampsie

Protéine kinase Cβ

Facteur de croissance du placenta

Système rénine-angiotensine-aldostérone

Index résistif de l'artère utérine droite

Tyrosine kinase-1 de type fms soluble

Transformer le facteur de croissance β1

Tueur naturel utérin

Facteur de croissance endothélial vasculaire

Cellules musculaires lisses vasculaires

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Je tiens à remercier les obstétriciens du premier hôpital affilié de l'Université de Jinan pour leur soutien et leur aide dans cette étude et je remercie toutes les femmes enceintes qui ont participé à cette étude.

Cette étude a été soutenue par le projet de planification scientifique et technologique de la province chinoise du Guangdong (n° 2022A1515012139), le programme de technologie clinique frontalière du premier hôpital affilié de l'université de Jinan, en Chine (n° JNU1AF-CFTP-2022-a01209) et le NSFC subvention (31971108, 32170825 et 31771331). Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte ou l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.

Jingyun Wang, Ping Zhang et Mengyuan Liu ont également contribué à ce travail.

Département de gynécologie et d'obstétrique, Premier hôpital affilié de l'Université de Jinan, Université de Jinan, No.613 Huangpu Road West, Guangzhou, 510632, Chine

Jingyun Wang, Ping Zhang, Mengyuan Liu, Zhengrui Huang, Xiaofeng Yang, Yuzhen Ding, Jia Liu, Fengxiang Zhang et Ruiman Li

International Joint Laboratory for Embryonic Development & Prenatal Medicine, Division of Histology and Embryology, Medical College, Jinan University, Guangzhou, 510632, Chine

Jingyun Wang, Ping Zhang, Zhengrui Huang, Xiaofeng Yang, Yuzhen Ding, Xin Cheng, Shujie Xu, Meiyao He, Guang Wang et Xuesong Yang

Cinquième département de médecine (néphrologie/endocrinologie/rhumatologie/pneumologie), University Medical Center Mannheim, University of Heidelberg, Mannheim, Allemagne

Jingyun Wang

Division d'histologie et d'embryologie, Laboratoire clé de médecine régénérative du ministère de l'Éducation, Université de Jinan, No.601 Huangpu Road West, Guangzhou, 510632, Chine

Xin Cheng, Shujie Xu, Guang Wang et Xuesong Yang

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JW, PZ, ML et ZH ont conçu et réalisé des expériences. XY, YD et JL ont recueilli des échantillons de patients et analysé des données cliniques. SX, MH et FZ ont conçu l'étude. XC a fourni le soutien des analyses statistiques. GW, RL et XY ont conçu le travail et étaient principalement responsables du contenu final. Tous les auteurs ont analysé et interprété les données. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance à Guang Wang, Ruiman Li ou Xuesong Yang.

Cette étude a été approuvée par le comité d'éthique de l'hôpital d'outre-mer, Université de Jinan, Chine (numéro d'approbation : KY-2021-054) et menée conformément à la déclaration d'Helsinki. Un consentement éclairé signé a été obtenu de tous les participants à l'étude. Tous les processus expérimentaux impliquant des traitements d'animaux ont été menés conformément aux procédures du Comité d'éthique pour l'expérimentation animale, Université de Jinan (numéro d'approbation : 20210302-46).

Le travail décrit n'a pas été publié auparavant. Il n'est pas envisagé de le publier ailleurs. Ce manuscrit a été approuvé par tous les co-auteurs.

Les auteurs déclarent n'avoir aucun intérêt concurrent.

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Anticorps pour l'immunohistochimie. Tableau S2. Anticorps pour Western blot. Tableau S3. Détails des kits Elisa. Tableau S4. Données statistiques sur les expérimentations animales. Résultat supplémentaire 1. Résultat du séquençage A2M. Résultat supplémentaire 2. Les caractéristiques cliniques et de laboratoire et les issues de grossesse indésirables des femmes enceintes inscrites à cette étude. Figure S1. Évaluation du développement placentaire et fœtal dans le modèle de rat de surexpression A2M. Figure S2. Détermination de la migration cellulaire HTR-8/SVneo et de la viabilité cellulaire suite à la régulation positive de l'A2M. Figure S3. Détermination de la prolifération et de l'apoptose des cellules HTR-8/SVneo suite à la régulation positive de l'A2M. Figure S4. Corrélation entre les niveaux de PlGF, sFLT-1 et A2M dans le plasma maternel des femmes prééclampsiques. Figure S5. Détermination des taux sériques et placentaires de cytokines inflammatoires humaines et de NF-κB. Figure S6. Détermination des composants clés du système RAAS dans le sérum humain. Figure S7. Détermination des composants clés du système RAAS dans le sérum de rat en présence de niveaux élevés d'A2M. Figure S8. Illustration schématique des changements dans les composants clés du système RAAS en présence de niveaux A2M élevés.

Données source Western blot.

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Wang, J., Zhang, P., Liu, M. et al. L'alpha-2-macroglobuline est impliquée dans la survenue d'une pré-éclampsie précoce via son impact négatif sur le remodelage de l'artère spirale utérine et l'angiogenèse placentaire. BMC Med 21, 90 (2023). https://doi.org/10.1186/s12916-023-02807-9

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Reçu : 12 août 2022

Accepté : 22 février 2023

Publié: 09 mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1186/s12916-023-02807-9

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