MUC20在人類胎盤的表現與其對滋養層母細胞的影響

Abstract

在人類胎盤的發育過程中滋養層母細胞(trophoblast)的侵襲作用(invasion)影響了後續胎兒是否能正常生長。在前人研究中指出黏液蛋白(Mucin)表現在許多的上皮細胞(epithelial cells)，其中也包含了滋養層母細胞，而其表現對細胞的生理有重要的影響。胎盤中部分滋養層母細胞會分泌肝細胞生長因子(Hepatocyte growth factor)，此物質在胎盤中大量存在同時也被報導對於胎盤的發育有重大的影響。 在我們先前的研究中發現數種黏液蛋白的確表現在胎盤中且對於胎盤的發育有重要的影響。MUC20屬於黏液蛋白家族的成員，由人類腎臟基因庫中被鑑定出來，發現其在人類腎臟有大量的表現外，在胎盤、大腸、肺臟、前列腺和肝臟也有一定的表現量。因此，探討MUC20在胎盤中的表現以及其對滋養層母細胞生理功能的影響，可以讓我們對於黏液蛋白在胎盤發育過程中所扮演的角色有更多的瞭解。 在本研究中由西方墨點法分析發現MUC20在第一孕程(1-3個月)表現量最高，第二孕程(4-6個月)時表現量最少，第三孕程(7-9個月)表現量介於第一和第二孕程之間。再使用IHC染色得到MUC20在第一孕程有大量的表現，其中主要表現在細胞索(cell column)和絨毛的胞融型滋養層母細胞(syncytiotrophoblast)，但細胞型滋養層母細胞(cytotrophoblast)和絨毛外滋養層母細胞(extravillous trophoblast)則沒有表現；此外，在第三孕程的絨毛外滋養層母細胞則出現了MUC20的表現，而此時期的胞融型滋養層母細胞也有微量的表現。接著觀察MUC20表現在類滋養層母細胞株JAR和3A-Sub-E時對細胞爬行(migration)和侵襲能力的影響。發現在以血清吸引的條件下，當MUC20表現量增加時會抑制細胞的爬行和侵襲能力；在以肝細胞生長因子吸引的條件下也會抑制細胞的侵襲能力，但不能造成細胞的爬行。最後透過肝細胞生長因子刺激細胞研究細胞內的訊息傳遞，發現肝細胞生長因子的接收器(cMet)的磷酸化和其下游數個分子的活性皆因為MUC20的表現而被抑制。由以上的實驗結果得知，MUC20在第一孕程有明顯的表現，而且對滋養層母細胞的爬行和侵襲有調控的效果，MUC20可能對於胎盤發育有重要的影響。

Trophoblast invasion is essential for normal placental development. Lacking of hepatocyte growth factor (HGF) secretion from trophoblast causes placental defect and embryonic lethality in mice. Mucin 20 (MUC20) can interact with cMet and suppress HGF-induced signaling. In our previous study, MUC20 is expressed in human placenta. However, the expression pattern and function of MUC20 in human placenta remain largely unknown. Here, we report that MUC20 was highly expressed in human first trimester placentas by Western blot analysis. Immunohistochemistry revealed that MUC20 was mainly expressed in cytotrophoblast of cell columns and the syncytiotrophoblast of placental villi in early pregnancy, but not in decidual extravillous trophoblast (EVT). MUC20 expression in the EVT increased with gestational age. Conversely, the expression of MUC20 in syncytiotrophoblast was decreased. In trophoblast-like cells, JAR and 3A-Sub-E, overexpression of MUC20 significantly inhibited cell migration and invasion, revealed by transwell migration and matrigel invasion assays, respectively. Moreover, MUC20 overexpression suppressed HGF-induced invasion, suggesting the involvement of cMet and its downstream signaling. Our results suggest that MUC20 is differentially expressed by trophoblasts and is a novel negative regulator of trophoblast-like cell invasion throughout pregnancy.