WGBS揭示蛋氨酸在母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受中的表觀調(diào)控機(jī)制
母胎免疫耐受是指母體免疫系統(tǒng)對胎兒抗原的耐受，避免對胎兒產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。子宮內(nèi)膜容受性是指子宮內(nèi)膜接受胚胎著床的能力。子宮內(nèi)膜容受性和母胎免疫耐受是成功妊娠的兩個關(guān)鍵過程。然而，營養(yǎng)所涉及的分子機(jī)制尚未被充分研究。蛋氨酸（methionine）是一種必需氨基酸，在甲基化、抗氧化、多胺合成和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。已有研究表明，蛋氨酸代謝紊亂可能導(dǎo)致胚胎發(fā)育障礙和生殖性能下降。IL-5（interleukin-5）是一種細(xì)胞因子，主要由Th2細(xì)胞分泌，與免疫反應(yīng)和胚胎發(fā)育密切相關(guān)。研究假設(shè)：蛋氨酸是否可能通過調(diào)節(jié)胚胎IL-5分泌，影響母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性？
近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院曾祥芳教授團(tuán)隊(duì)通過動物模型驗(yàn)證、分子機(jī)制探索以及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)揭示蛋氨酸通過調(diào)控胚胎IL-5分泌，激活NF-κB通路并促進(jìn)Th2細(xì)胞分化，從而增強(qiáng)母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性。蛋氨酸通過降低轉(zhuǎn)錄因子Eomes的DNA甲基化水平，解除Eomes對IL-5啟動子的抑制，最終促進(jìn)IL-5表達(dá)。相關(guān)研究成果以《Methionine regulates maternal-fetal immune tolerance and endometrial receptivity by enhancing embryonic IL-5 secretion》發(fā)表于《Cell Reports》期刊。
標(biāo)題：Methionine regulates maternal-fetal immune tolerance and endometrial receptivity by enhancing embryonic IL-5 secretion（蛋氨酸通過增強(qiáng)胚胎 IL-5 分泌來調(diào)節(jié)母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性）
發(fā)表期刊：Cell Reports
影響因子：IF 7.5 / 1區(qū)
技術(shù)平臺：WGBS、RNA-seq、ChIP-seq
本研究發(fā)現(xiàn)母體蛋氨酸供應(yīng)顯著改善了妊娠結(jié)局，這與IL-5濃度密切相關(guān)。從機(jī)制上講，蛋氨酸誘導(dǎo)胚胎分泌IL-5，從而增強(qiáng)了子宮內(nèi)CD4+ T細(xì)胞向IL-5+ Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)化，進(jìn)而改善母胎免疫耐受。與此同時，蛋氨酸介導(dǎo)的IL-5分泌激活了核因子κB（NF-κB）信號通路，并增強(qiáng)子宮內(nèi)膜細(xì)胞中整合素αvβ3表達(dá)，從而提高子宮內(nèi)膜容受性。此外，蛋氨酸還顯著影響了轉(zhuǎn)錄因子Eomesodermin（Eomes）的DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄水平。Eomes可以直接與IL-5啟動子區(qū)域結(jié)合，抑制IL-5轉(zhuǎn)錄。蛋氨酸通過其對Eomes的作用調(diào)控IL-5的轉(zhuǎn)錄、母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性。本研究揭示了蛋氨酸和IL-5的關(guān)鍵功能，并為成功妊娠提供了一種潛在的營養(yǎng)策略。
圖形摘要
研究方法
（1）動物模型驗(yàn)證：通過大鼠和豬的飲食干預(yù)實(shí)驗(yàn)，觀察蛋氨酸對妊娠結(jié)局的影響，如胚胎著床數(shù)、胚胎發(fā)育指標(biāo)等。
（2）分子機(jī)制探索：
技術(shù)方法亮點(diǎn)
（1）多組學(xué)整合：結(jié)合DNA甲基化、組蛋白修飾（H3K4me3）、轉(zhuǎn)錄組（RNA-seq）數(shù)據(jù)，解析蛋氨酸的表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
（2）跨物種驗(yàn)證：大鼠、豬、人細(xì)胞模型的多物種數(shù)據(jù)支持結(jié)論的普適性。
（3）動態(tài)分析：從胚胎著床（妊娠第5天）到胎盤發(fā)育（妊娠第12-18天）的時序性研究。
結(jié)果圖形
（1）蛋氨酸對妊娠結(jié)局的影響：蛋氨酸可改善胚胎發(fā)育和妊娠結(jié)局
研究發(fā)現(xiàn)，母體蛋氨酸供應(yīng)顯著改善了妊娠結(jié)局，表現(xiàn)為增加胚胎著床數(shù)量和提高胚胎發(fā)育質(zhì)量。蛋氨酸對SAM/SAH比率（甲基化效率的重要指標(biāo)）的影響強(qiáng)于其他一碳營養(yǎng)素。
(B) 響應(yīng)面圖顯示著床位點(diǎn)數(shù)量與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(C) 響應(yīng)面圖顯示胚胎著床均勻性與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(D) 響應(yīng)面圖顯示血清中SAM/SAH比率與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(E) 不同蛋氨酸濃度處理的合子的囊胚率。
(F) 在早期妊娠期間喂食蛋氨酸補(bǔ)充飲食的大鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(G) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。懷孕大鼠在早期妊娠期間或整個妊娠期間被喂食缺乏蛋氨酸的飲食。所有雌性后代都被跟蹤觀察，喂食含有足夠蛋氨酸的標(biāo)準(zhǔn)飲食，并觀察其妊娠表現(xiàn)。
(H–J) 在早期妊娠期間或整個妊娠期間蛋氨酸缺乏大鼠的生殖表現(xiàn)。
(K–M) 大鼠后代的生殖表現(xiàn)。
(N–P) 大鼠第二輪妊娠的生殖表現(xiàn)。
（2）IL-5的關(guān)鍵作用：蛋氨酸增強(qiáng)胚胎 IL-5 分泌和母胎界面的免疫穩(wěn)態(tài)
蛋氨酸誘導(dǎo)胚胎分泌IL-5，進(jìn)而增強(qiáng)CD4+ T細(xì)胞向IL-5+ Th2細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，改善母胎免疫耐受。同時，IL-5通過激活NF-κB信號通路，增加整合素αvβ3的表達(dá)，從而提高子宮內(nèi)膜容受性。
(B) 豬胚胎中IL-5的表達(dá)情況。
(C–E) 在妊娠第5天，喂食蛋氨酸的大鼠血清中蛋氨酸、SAM和IL-5的濃度。
(F–H) 在妊娠第5天，喂食蛋氨酸的大鼠子宮液中蛋氨酸、SAM和IL-5的濃度。
(I-J) 不同蛋氨酸飲食喂養(yǎng)的大鼠囊胚中IL-5（紅色）和DAPI（藍(lán)色）的免疫熒光染色及強(qiáng)度。n = 12。
(K) 喂食不同水平蛋氨酸的懷孕大鼠母胎界面處Th1和Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(L–N) 從小鼠子宮組織分離的CD4+ T細(xì)胞中，CD4+ Th1細(xì)胞和CD4+ IL-5+細(xì)胞的數(shù)量。這些細(xì)胞經(jīng)過蛋氨酸、重組小鼠IL-5處理，或用蛋氨酸預(yù)處理的滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)上清液處理，或與蛋氨酸和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAbs）的組合處理。
（3）蛋氨酸通過 IL-5 調(diào)控子宮 NF-κB 通路和母胎免疫耐受性
(B-C) IL-5敲除的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞經(jīng)蛋氨酸處理24h后，收集上清液并用于處理人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞24小時。圖中顯示了人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞中LIF、HOXA1、整合素αvβ3、p65 NF-κB和p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的Western blot分析。
(D) 經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞與經(jīng)IL-5RA敲除或NF-κB抑制劑處理的子宮內(nèi)膜細(xì)胞粘附率。
(E-F) 在體外植入模擬實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞和經(jīng)IL-5RA敲除及NF-κB抑制劑處理的子宮內(nèi)膜細(xì)胞的Western blot分析，檢測IL-5RA、LIF、HOXA1、整合素αvβ3和p65 NF-κB的表達(dá)。
(G) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。收集合子并微注入對照H₂O、IL-5和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAb），然后將其移植到假妊娠的IL-5基因敲除（Il-5-/-）或野生型（WT）小鼠中。
(H) 注射IL-5和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAb）的合子所移植小鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(I) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(J-K) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠著床位點(diǎn)組織中IL-5、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。
(L) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠母胎界面處Th1和Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(M) 飼喂不同水平蛋氨酸飲食并腹腔注射IL-5、中和性抗IL-5單克隆抗體和PBS的免疫性自發(fā)流產(chǎn)小鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(N-O) 飼喂不同水平蛋氨酸飲食并腹腔注射IL-5、中和性抗IL-5單克隆抗體和PBS的免疫性自發(fā)流產(chǎn)小鼠著床位點(diǎn)組織中IL-5、IL-5RA、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。NP：同系妊娠（syngeneic pregnant）；AP：異系妊娠（allogeneic pregnant）。
（4）蛋氨酸通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子 Eomes 甲基化來增強(qiáng) IL-5 轉(zhuǎn)錄
研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸通過影響Eomes基因的DNA甲基化水平來調(diào)節(jié)IL-5的表達(dá)。Eomes可以直接結(jié)合到IL-5啟動子區(qū)域，抑制其轉(zhuǎn)錄。蛋氨酸的補(bǔ)充可以阻止Eomes與IL-5啟動子結(jié)合，從而促進(jìn)IL-5表達(dá)。
(B) 豬滋養(yǎng)層細(xì)胞中蛋氨酸的碳-13和氫-3對不同大分子分?jǐn)?shù)的相對貢獻(xiàn)。
(C) 大鼠囊胚中差異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子熱圖。
(D) 不同蛋氨酸飲食喂養(yǎng)的大鼠囊胚中CDX2、NANOG、SOX17、EOMES和DAPI的免疫熒光染色。
(E) 大鼠囊胚中Eomes的DNA甲基化水平。
(F) 經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中Eomes和IL-5的Western blot分析。
(G) 在妊娠期間喂食不同濃度蛋氨酸的Eomes+/-小鼠著床位點(diǎn)組織中p65 NF-κB、整合素αvβ3和IL-5的Western blot分析。
(H) 喂食蛋氨酸的WT和Eomes +/-小鼠血清中IL-5的濃度。
(I) 喂食蛋氨酸的WT和Eomes +/- 小鼠母胎界面處Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(J) 經(jīng)蛋氨酸和DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中IL-5的濃度。
(K) 經(jīng)蛋氨酸和DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附率。
(L) 共轉(zhuǎn)染Eomes和IL-5啟動子的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中相對熒光素酶活性。
(M) IL-5啟動子上的四個假定的富含GC的區(qū)域（IL-5 1、2、3和4）。
(N) 人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中EOMES結(jié)合IL-5啟動子的富集情況。
(O) 共轉(zhuǎn)染Eomes和IL-5啟動子的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中相對熒光素酶活性。
(B) WGBS揭示功能區(qū)域中差異甲基化區(qū)域的DNA甲基化比例。
(C) ChIP-seq揭示功能區(qū)域中差異甲基化區(qū)域的H3K4me3比例。
(D) RNA-seq揭示甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶平均表達(dá)水平的熱圖。
(E) 聯(lián)合分析揭示全基因組DNA甲基化水平與基因表達(dá)的相關(guān)性。
(F) 經(jīng)不同水平蛋氨酸處理或H3K4和DNA甲基化抑制劑處理的大鼠囊胚的免疫熒光染色。
(G) 囊胚中差異表達(dá)基因和啟動子甲基化的聚類分析。
（5）蛋氨酸調(diào)控胎盤中 EOMES 和 IL-5 的表達(dá)
(G-H) 在妊娠期間喂食不同濃度蛋氨酸的大鼠胎盤中，IL-5RA、IL-5、EOMES、HOXA1、LIF、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。n = 12。
易小結(jié)
本研究通過多模型、多組學(xué)的系統(tǒng)性分析，揭示了蛋氨酸通過表觀遺傳調(diào)控Eomes-IL-5軸改善妊娠結(jié)局的分子機(jī)制，為營養(yǎng)干預(yù)妊娠并發(fā)癥提供了理論依據(jù)。未來需進(jìn)一步推動臨床轉(zhuǎn)化，并深化對一碳代謝網(wǎng)絡(luò)與免疫微環(huán)境交互作用的理解。
參考文獻(xiàn)：
Cai S, Xue B, Li S, Wang X, Zeng X, Zhu Z, Fan X, Zou Y, Yu H, Qiao S, Zeng X. Methionine regulates maternal-fetal immune tolerance and endometrial receptivity by enhancing embryonic IL-5 secretion. Cell Rep. 2025 Feb 11;44(2):115291. pii: S2211-1247(25)00062-2. doi: 10.1016/j.celrep.2025.115291.
近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院曾祥芳教授團(tuán)隊(duì)通過動物模型驗(yàn)證、分子機(jī)制探索以及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)揭示蛋氨酸通過調(diào)控胚胎IL-5分泌，激活NF-κB通路并促進(jìn)Th2細(xì)胞分化，從而增強(qiáng)母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性。蛋氨酸通過降低轉(zhuǎn)錄因子Eomes的DNA甲基化水平，解除Eomes對IL-5啟動子的抑制，最終促進(jìn)IL-5表達(dá)。相關(guān)研究成果以《Methionine regulates maternal-fetal immune tolerance and endometrial receptivity by enhancing embryonic IL-5 secretion》發(fā)表于《Cell Reports》期刊。
發(fā)表期刊：Cell Reports
影響因子：IF 7.5 / 1區(qū)
技術(shù)平臺：WGBS、RNA-seq、ChIP-seq
本研究發(fā)現(xiàn)母體蛋氨酸供應(yīng)顯著改善了妊娠結(jié)局，這與IL-5濃度密切相關(guān)。從機(jī)制上講，蛋氨酸誘導(dǎo)胚胎分泌IL-5，從而增強(qiáng)了子宮內(nèi)CD4+ T細(xì)胞向IL-5+ Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)化，進(jìn)而改善母胎免疫耐受。與此同時，蛋氨酸介導(dǎo)的IL-5分泌激活了核因子κB（NF-κB）信號通路，并增強(qiáng)子宮內(nèi)膜細(xì)胞中整合素αvβ3表達(dá)，從而提高子宮內(nèi)膜容受性。此外，蛋氨酸還顯著影響了轉(zhuǎn)錄因子Eomesodermin（Eomes）的DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄水平。Eomes可以直接與IL-5啟動子區(qū)域結(jié)合，抑制IL-5轉(zhuǎn)錄。蛋氨酸通過其對Eomes的作用調(diào)控IL-5的轉(zhuǎn)錄、母胎免疫耐受和子宮內(nèi)膜容受性。本研究揭示了蛋氨酸和IL-5的關(guān)鍵功能，并為成功妊娠提供了一種潛在的營養(yǎng)策略。
圖形摘要
研究方法
（1）動物模型驗(yàn)證：通過大鼠和豬的飲食干預(yù)實(shí)驗(yàn)，觀察蛋氨酸對妊娠結(jié)局的影響，如胚胎著床數(shù)、胚胎發(fā)育指標(biāo)等。
（2）分子機(jī)制探索：
- 通過IL-5敲除實(shí)驗(yàn)、中和抗體處理，驗(yàn)證IL-5在胚胎黏附和免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵作用。
- 檢測NF-κB活化及其下游分子（如整合素αvβ3）的表達(dá)，確認(rèn)信號通路的作用。
- 通過WGBS、ChIP-seq、RNA-seq等技術(shù)，分析蛋氨酸對Eomes基因DNA甲基化、對IL-5轉(zhuǎn)錄調(diào)控、基因表達(dá)的作用。
技術(shù)方法亮點(diǎn)
（1）多組學(xué)整合：結(jié)合DNA甲基化、組蛋白修飾（H3K4me3）、轉(zhuǎn)錄組（RNA-seq）數(shù)據(jù)，解析蛋氨酸的表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
（2）跨物種驗(yàn)證：大鼠、豬、人細(xì)胞模型的多物種數(shù)據(jù)支持結(jié)論的普適性。
（3）動態(tài)分析：從胚胎著床（妊娠第5天）到胎盤發(fā)育（妊娠第12-18天）的時序性研究。
結(jié)果圖形
（1）蛋氨酸對妊娠結(jié)局的影響：蛋氨酸可改善胚胎發(fā)育和妊娠結(jié)局
研究發(fā)現(xiàn)，母體蛋氨酸供應(yīng)顯著改善了妊娠結(jié)局，表現(xiàn)為增加胚胎著床數(shù)量和提高胚胎發(fā)育質(zhì)量。蛋氨酸對SAM/SAH比率（甲基化效率的重要指標(biāo)）的影響強(qiáng)于其他一碳營養(yǎng)素。
圖1：蛋氨酸改善胚胎發(fā)育和妊娠結(jié)局
(A) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。從妊娠第1天到第7天，懷孕大鼠被喂食22種不同水平的葉酸、甜菜堿、膽堿和蛋氨酸飼料。(B) 響應(yīng)面圖顯示著床位點(diǎn)數(shù)量與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(C) 響應(yīng)面圖顯示胚胎著床均勻性與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(D) 響應(yīng)面圖顯示血清中SAM/SAH比率與飲食中一碳營養(yǎng)素含量之間的關(guān)系。
(E) 不同蛋氨酸濃度處理的合子的囊胚率。
(F) 在早期妊娠期間喂食蛋氨酸補(bǔ)充飲食的大鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(G) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。懷孕大鼠在早期妊娠期間或整個妊娠期間被喂食缺乏蛋氨酸的飲食。所有雌性后代都被跟蹤觀察，喂食含有足夠蛋氨酸的標(biāo)準(zhǔn)飲食，并觀察其妊娠表現(xiàn)。
(H–J) 在早期妊娠期間或整個妊娠期間蛋氨酸缺乏大鼠的生殖表現(xiàn)。
(K–M) 大鼠后代的生殖表現(xiàn)。
(N–P) 大鼠第二輪妊娠的生殖表現(xiàn)。
（2）IL-5的關(guān)鍵作用：蛋氨酸增強(qiáng)胚胎 IL-5 分泌和母胎界面的免疫穩(wěn)態(tài)
蛋氨酸誘導(dǎo)胚胎分泌IL-5，進(jìn)而增強(qiáng)CD4+ T細(xì)胞向IL-5+ Th2細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，改善母胎免疫耐受。同時，IL-5通過激活NF-κB信號通路，增加整合素αvβ3的表達(dá)，從而提高子宮內(nèi)膜容受性。
圖2：蛋氨酸增強(qiáng)胚胎IL-5分泌及母胎界面的免疫穩(wěn)態(tài)
(A) 血清細(xì)胞因子、蛋氨酸代謝物與母豬生殖表現(xiàn)的相關(guān)性散點(diǎn)圖。(B) 豬胚胎中IL-5的表達(dá)情況。
(C–E) 在妊娠第5天，喂食蛋氨酸的大鼠血清中蛋氨酸、SAM和IL-5的濃度。
(F–H) 在妊娠第5天，喂食蛋氨酸的大鼠子宮液中蛋氨酸、SAM和IL-5的濃度。
(I-J) 不同蛋氨酸飲食喂養(yǎng)的大鼠囊胚中IL-5（紅色）和DAPI（藍(lán)色）的免疫熒光染色及強(qiáng)度。n = 12。
(K) 喂食不同水平蛋氨酸的懷孕大鼠母胎界面處Th1和Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(L–N) 從小鼠子宮組織分離的CD4+ T細(xì)胞中，CD4+ Th1細(xì)胞和CD4+ IL-5+細(xì)胞的數(shù)量。這些細(xì)胞經(jīng)過蛋氨酸、重組小鼠IL-5處理，或用蛋氨酸預(yù)處理的滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)上清液處理，或與蛋氨酸和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAbs）的組合處理。
（3）蛋氨酸通過 IL-5 調(diào)控子宮 NF-κB 通路和母胎免疫耐受性
圖3：蛋氨酸通過IL-5調(diào)控子宮NF-κB通路和母胎免疫耐受
(A) 經(jīng)蛋氨酸處理和IL-5敲除的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附率。(B-C) IL-5敲除的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞經(jīng)蛋氨酸處理24h后，收集上清液并用于處理人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞24小時。圖中顯示了人類子宮內(nèi)膜細(xì)胞中LIF、HOXA1、整合素αvβ3、p65 NF-κB和p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的Western blot分析。
(D) 經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞與經(jīng)IL-5RA敲除或NF-κB抑制劑處理的子宮內(nèi)膜細(xì)胞粘附率。
(E-F) 在體外植入模擬實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞和經(jīng)IL-5RA敲除及NF-κB抑制劑處理的子宮內(nèi)膜細(xì)胞的Western blot分析，檢測IL-5RA、LIF、HOXA1、整合素αvβ3和p65 NF-κB的表達(dá)。
(G) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。收集合子并微注入對照H₂O、IL-5和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAb），然后將其移植到假妊娠的IL-5基因敲除（Il-5-/-）或野生型（WT）小鼠中。
(H) 注射IL-5和中和性抗IL-5單克隆抗體（mAb）的合子所移植小鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(I) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(J-K) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠著床位點(diǎn)組織中IL-5、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。
(L) 向子宮角內(nèi)注射生理鹽水、IL-5或中和性抗IL-5單克隆抗體的大鼠母胎界面處Th1和Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(M) 飼喂不同水平蛋氨酸飲食并腹腔注射IL-5、中和性抗IL-5單克隆抗體和PBS的免疫性自發(fā)流產(chǎn)小鼠的著床位點(diǎn)數(shù)量。
(N-O) 飼喂不同水平蛋氨酸飲食并腹腔注射IL-5、中和性抗IL-5單克隆抗體和PBS的免疫性自發(fā)流產(chǎn)小鼠著床位點(diǎn)組織中IL-5、IL-5RA、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。NP：同系妊娠（syngeneic pregnant）；AP：異系妊娠（allogeneic pregnant）。
（4）蛋氨酸通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子 Eomes 甲基化來增強(qiáng) IL-5 轉(zhuǎn)錄
研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸通過影響Eomes基因的DNA甲基化水平來調(diào)節(jié)IL-5的表達(dá)。Eomes可以直接結(jié)合到IL-5啟動子區(qū)域，抑制其轉(zhuǎn)錄。蛋氨酸的補(bǔ)充可以阻止Eomes與IL-5啟動子結(jié)合，從而促進(jìn)IL-5表達(dá)。
圖4：蛋氨酸通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子Eomes的甲基化增強(qiáng)IL-5轉(zhuǎn)錄
(A) 細(xì)胞分離示意圖。(B) 豬滋養(yǎng)層細(xì)胞中蛋氨酸的碳-13和氫-3對不同大分子分?jǐn)?shù)的相對貢獻(xiàn)。
(C) 大鼠囊胚中差異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子熱圖。
(D) 不同蛋氨酸飲食喂養(yǎng)的大鼠囊胚中CDX2、NANOG、SOX17、EOMES和DAPI的免疫熒光染色。
(E) 大鼠囊胚中Eomes的DNA甲基化水平。
(F) 經(jīng)蛋氨酸處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中Eomes和IL-5的Western blot分析。
(G) 在妊娠期間喂食不同濃度蛋氨酸的Eomes+/-小鼠著床位點(diǎn)組織中p65 NF-κB、整合素αvβ3和IL-5的Western blot分析。
(H) 喂食蛋氨酸的WT和Eomes +/-小鼠血清中IL-5的濃度。
(I) 喂食蛋氨酸的WT和Eomes +/- 小鼠母胎界面處Th2細(xì)胞的數(shù)量。
(J) 經(jīng)蛋氨酸和DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中IL-5的濃度。
(K) 經(jīng)蛋氨酸和DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附率。
(L) 共轉(zhuǎn)染Eomes和IL-5啟動子的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中相對熒光素酶活性。
(M) IL-5啟動子上的四個假定的富含GC的區(qū)域（IL-5 1、2、3和4）。
(N) 人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中EOMES結(jié)合IL-5啟動子的富集情況。
(O) 共轉(zhuǎn)染Eomes和IL-5啟動子的人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中相對熒光素酶活性。
圖S4：蛋氨酸通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Eomes甲基化增強(qiáng)IL-5轉(zhuǎn)錄
(A) 不同蛋氨酸飲食喂養(yǎng)的大鼠囊胚中5mC、5hmC、H3K4me3、H3K27me3、H3K9me3和DAPI的免疫熒光染色。(B) WGBS揭示功能區(qū)域中差異甲基化區(qū)域的DNA甲基化比例。
(C) ChIP-seq揭示功能區(qū)域中差異甲基化區(qū)域的H3K4me3比例。
(D) RNA-seq揭示甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶平均表達(dá)水平的熱圖。
(E) 聯(lián)合分析揭示全基因組DNA甲基化水平與基因表達(dá)的相關(guān)性。
(F) 經(jīng)不同水平蛋氨酸處理或H3K4和DNA甲基化抑制劑處理的大鼠囊胚的免疫熒光染色。
(G) 囊胚中差異表達(dá)基因和啟動子甲基化的聚類分析。
（5）蛋氨酸調(diào)控胎盤中 EOMES 和 IL-5 的表達(dá)
圖5：蛋氨酸調(diào)節(jié)胎盤中EOMES和IL-5的表達(dá)
(A-F) 在妊娠第12天、第14天和第18天，不同蛋氨酸飲食下大鼠血清中蛋氨酸代謝物SAM和SAH的濃度。(G-H) 在妊娠期間喂食不同濃度蛋氨酸的大鼠胎盤中，IL-5RA、IL-5、EOMES、HOXA1、LIF、p65 NF-κB和整合素αvβ3的Western blot分析。n = 12。
易小結(jié)
本研究通過多模型、多組學(xué)的系統(tǒng)性分析，揭示了蛋氨酸通過表觀遺傳調(diào)控Eomes-IL-5軸改善妊娠結(jié)局的分子機(jī)制，為營養(yǎng)干預(yù)妊娠并發(fā)癥提供了理論依據(jù)。未來需進(jìn)一步推動臨床轉(zhuǎn)化，并深化對一碳代謝網(wǎng)絡(luò)與免疫微環(huán)境交互作用的理解。
- 通過全基因組DNA甲基化測序的WGBS技術(shù)，研究者系統(tǒng)評估了蛋氨酸對胚胎全基因組DNA甲基化模式的影響。研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸補(bǔ)充顯著降低了胚胎中Eomes基因啟動子區(qū)的DNA甲基化水平，從而解除其對IL-5的轉(zhuǎn)錄抑制。
- 通過H3K4me3的ChIP-seq，研究者發(fā)現(xiàn)蛋氨酸補(bǔ)充顯著增加了胚胎中H3K4me3的富集程度（尤其在基因啟動子區(qū)），表明蛋氨酸通過促進(jìn)組蛋白激活標(biāo)記增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄活性。
- RNA-seq鑒定了蛋氨酸處理下胚胎中371個差異表達(dá)基因，包括H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶（Kmt2家族）的上調(diào)和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（Dnmt3a等）的下調(diào)，與WGBS和ChIP-seq發(fā)現(xiàn)的表觀遺傳變化一致。
- 通過整合WGBS（DNA甲基化）、ChIP-seq（H3K4me3修飾）和RNA-seq（基因表達(dá)）數(shù)據(jù)，構(gòu)建了蛋氨酸調(diào)控IL-5的表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)合分析揭示Eomes為蛋氨酸-IL-5軸的核心調(diào)控因子，并通過雙熒光素酶報告實(shí)驗(yàn)和ChIP-qPCR驗(yàn)證其直接結(jié)合IL-5啟動子。時序性分析（胚胎到胎盤）顯示，蛋氨酸對Eomes的調(diào)控持續(xù)影響胎盤發(fā)育，揭示了表觀遺傳記憶在妊娠中的長期效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
Cai S, Xue B, Li S, Wang X, Zeng X, Zhu Z, Fan X, Zou Y, Yu H, Qiao S, Zeng X. Methionine regulates maternal-fetal immune tolerance and endometrial receptivity by enhancing embryonic IL-5 secretion. Cell Rep. 2025 Feb 11;44(2):115291. pii: S2211-1247(25)00062-2. doi: 10.1016/j.celrep.2025.115291.
標(biāo)簽：
ChIP-seq
- 商業(yè)化基因合成的發(fā)展歷程、趨勢和人工智能創(chuàng)新
- RNA-BS揭示NONO蛋白通過調(diào)控mRNA的m5C修飾和可變剪切促進(jìn)醫(yī)學(xué)進(jìn)展
- WGBS揭示AtSAMS通過DNA甲基化植物花器官發(fā)育的表觀遺傳機(jī)制
- 合成生物學(xué)：從 ”讀懂生命” 到 “創(chuàng)造生命” 的第三次生物革命
- m5C RNA甲基化測序（m5C MeRIP-seq）技術(shù)介紹與應(yīng)用
- RRBS等分析揭示同卵雙生子與腎小球?yàn)V過率相關(guān)的DNA甲基化位點(diǎn)
- WGBS+ChIP-seq技術(shù)揭示Cdx2轉(zhuǎn)錄因子在發(fā)育與穩(wěn)態(tài)中的動態(tài)結(jié)合機(jī)制
- 宏基因組學(xué)揭示豬糞與土壤中抗菌藥物抗性基因與金屬抗性基因的共存
Copyright(C) 1998-2025 生物器材網(wǎng) 電話：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com