子绒毛膜出血（SCH）是早孕期常见并发症，但其分子机制尚不明确。本研究利用蛋白质组学与转录组学技术，对SCH患者蜕膜与绒毛组织进行联合分析，发现细胞外基质与凝血通路显著富集，并锁定LAMB1为核心蛋白。通过机器学习和PPI网络分析，进一步揭示LAMB1与COL3A1和RAC1形成关键调控轴。临床检测显示SCH患者存在凝血功能异常及Th1/Th2免疫失衡。体内外实验证实，敲低LAMB1可减轻炎症、改善妊娠结局，并增强滋养细胞增殖、迁移与侵袭能力。机制上，LAMB1通过上调COL3A1、下调RAC1，促进炎症与凝血功能障碍。本研究为SCH的早期诊断与靶向治疗提供了新思路。
今天给大家解读一篇3月发表在《BMC Biology》上的题目为“LAMB1 regulates COL3A1 and RAC1 expression during subchorionic hemorrhage progression.”的文章。本研究综合利用临床样本组学分析、生物信息学筛选、动物模型和细胞实验，系统探究了LAMB1在SCH发生发展中的作用。结果发现LAMB1在SCH中表达上调，并通过调控COL3A1（上调）和RAC1（下调）促进炎症反应、凝血功能异常和滋养细胞功能障碍，最终揭示了靶向LAMB1的治疗潜力。（请持续关注我们，每天为您解读最新见刊的文献!）想薅生信资料羊毛？直接在对话框回复 “资料”，免费领取干货大礼包！
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题目：《LAMB1在绒毛膜下出血进展过程中调控COL3A1和RAC1的表达》LAMB1 regulates COL3A1 and RAC1 expression during subchorionic hemorrhage progression
发表期刊：BMC Biology
影响因子：4.5
研究背景：
绒毛膜下出血（SCH）在早期妊娠中表现为一个充满液体的低回声区域。本研究旨在探讨层黏连蛋白亚基β1（LAMB1）如何调节III型胶原蛋白（COL3A1）和Rac家族小GTP酶1（RAC1）在SCH凝血与免疫中的作用。
CNSknowall 平台 Pubmed+AI 快速提炼全文要点
研究思路：
- 样本收集
招募10名早孕期SCH患者和10名孕周匹配的选择性流产女性作为对照。
- 组学与筛选
对蜕膜和绒毛组织进行蛋白质组学和转录组学分析，鉴定差异表达蛋白（DEPs）和基因（DEGs）。利用生物信息学和机器学习算法（LASSO, SVM-RFE）筛选关键生物标志物。
- 模型建立
通过LPS诱导在孕鼠中建立体内SCH样模型；使用HTR-8/SVneo滋养层细胞进行体外实验。
- 功能验证
在体内外模型中，通过敲低或沉默LAMB1，观察其对炎症、妊娠结局、滋养细胞功能及相关分子表达的影响。
研究亮点：
- 多组学与机器学习结合
通过蛋白质组学、转录组学分析结合LASSO、SVM-RFE等机器学习算法，系统筛选并确定了LAMB1为SCH的关键生物标志物。
- 体内外模型验证
研究不仅利用临床样本，还构建了LPS诱导的孕鼠SCH样体内模型和使用HTR-8/SVneo滋养层细胞的体外实验，多层次验证了LAMB1的功能。
- 机制与临床表型关联
将分子机制（LAMB1-COL3A1-RAC1轴）与临床观察到的重要表型（凝血异常、Th1/Th2免疫失衡）直接联系起来，阐释了SCH的进展路径。
研究结果：
- 组学发现
蛋白质组学分析显示细胞外基质和凝血通路富集，并鉴定出LAMB1为核心蛋白。转录组数据证实SCH样本中LAMB1和COL3A1表达上调，RAC1表达下调。
- 临床表型
SCH患者的临床血液分析表明存在凝血异常和Th1/Th2免疫失衡。
- 体内实验
在孕鼠模型中，LAMB1敲低减轻了炎症，改善了妊娠结局，并恢复了Th2细胞因子表达。
- 体外实验
在滋养层细胞中，LAMB1沉默增强了细胞的增殖、迁移和侵袭能力，同时降低了促炎细胞因子水平。
- 机制通路
LAMB1通过COL3A1/RAC1轴调控SCH的进展。
研究总结：
结论：LAMB1通过调节COL3A1和RAC1的表达，促进SCH中的炎症和凝血功能障碍。靶向LAMB1可能为SCH的早期诊断和治疗干预提供一种新策略，以改善妊娠结局。
讨论（基于原文内容延伸）：本研究将LAMB1定位为连接细胞外基质重塑（通过COL3A1）、细胞信号转导（通过RAC1）与临床病理表型（凝血异常、免疫失衡）的关键节点。结果提示，干预LAMB1或其下游通路不仅能缓解局部炎症和异常凝血，还能直接改善滋养层功能，这为开发针对SCH的特异性疗法指明了新的方向。未来的研究可进一步深入探索该轴的具体信号传导细节及其在SCH不同阶段的动态变化。
结果译文：
1.蛋白质组学分析揭示LAMB1是SCH的关键标志蛋白
SCH通常在妊娠前三个月的超声检查中被检测到。SCH的病因和机制仍不清楚。
我们采用串联质谱标签标记的定量蛋白质组学技术研究了9份蜕膜样本及其相应的胚胎绒毛样本。我们在蜕膜样本中鉴定出5275种蛋白质分子，并发现68种显著差异蛋白，其中34种上调，34种下调（图1A-B）。这些差异表达蛋白主要定位于细胞核、细胞外空间和细胞质中（图1C）。功能富集分析显示，这些蛋白主要参与细胞外基质组成、层粘连蛋白锚定复合物、凝血、止血、花生四烯酸代谢、前列腺素和血栓素合成通路等（图1D）。
在绒毛样本中共鉴定出2340种蛋白质分子，发现77种显著差异蛋白，包括28种上调和49种下调蛋白（图1E-F）。亚细胞定位分析显示，这些DEPs主要分布在细胞质、细胞外空间、细胞核和线粒体中（图1G）。它们富集在与免疫系统、神经系统和细胞凋亡相关的通路中（PAK-2p34激活）（图1H）。
此外，基于DEPs，我们构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络，并通过拓扑分析识别出核心簇。在蜕膜中，DEPs的PPI网络揭示了两个核心簇，其中蛋白簇1主要与细胞外基质组织和细胞粘附正调控通路相关，而蛋白簇2与响应氧化应激的通路相关（图1I）。在绒毛中，DEPs的PPI网络识别出三个核心簇，其中蛋白簇1与蛋白酶体降解和细胞周期蛋白D的泛素依赖性降解相关，蛋白簇2与基底膜和细胞粘附过程相关，蛋白簇3没有显著的通路富集（图1J）。为了探索蜕膜和绒毛中潜在共享的关键生物学过程和通路，对两个数据集的蛋白簇进行维恩图分析，揭示了LAMB1在所有蛋白簇中的重要性（图1K），显示其一致上调。
推测LAMB1可能是SCH的关键蛋白。利用在线工具GeneMANIA，我们进一步探索了LAMB1蛋白的网络及其与SCH的潜在关联，揭示了LAMB1与LAMA5、OGG1之间存在强烈的物理相互作用（图2A）。此外，LAMB1在胶原蛋白结合和PI3K-Akt信号通路中与ITGA7和ACHE表现出活性（图2B）。SCH相关因素，如感染、炎症或出血，可能在蜕膜和绒毛中留下特定的蛋白标志物。
为了全面分析SCH的复杂生物学机制，我们对蜕膜和绒毛中的所有DEPs进行了整合分析。从网络中识别出三个与蛋白酶体、核糖体和氧化应激反应相关的蛋白簇（图2C）。功能富集分析揭示了SCH的DEPs在ECM-受体相互作用、细胞-细胞外基质粘附和含胶原蛋白的细胞外基质等通路中的主要富集趋势（图2D）。推测的关键蛋白LAMB1被认为通过与其它细胞外基质成分相互作用，在胚胎发育中介导细胞增殖、分化、迁移和粘附。通过构建DEPs与从BioGRID下载的与细胞外基质、细胞粘附和迁移通路相关的蛋白之间的upset图，我们进一步证实了LAMB1在SCH中的核心作用，并发现其与差异表达的胶原蛋白COL3A1、COL6A2以及迁移相关蛋白RAC1存在潜在相互作用，影响细胞附着和迁移（图2E）。
这些发现表明LAMB1可能在SCH的发生和进展中发挥重要作用，值得进一步验证。
2.转录组学分析揭示LAMB1可能通过与COL3A1和RAC1相互作用在SCH中形成关键信号轴
蜕膜在母胎相互作用、免疫调节、感染保护以及与妊娠相关并发症的潜在关联中起着关键作用。为了深入研究与SCH直接相关的分子机制，我们对10只模型组孕鼠和10只正常对照组孕鼠的蜕膜样本进行了转录组测序分析。
测序数据显示，正常对照组和模型组蜕膜样本之间存在580个差异表达基因，其中269个基因显著上调，311个基因显著下调（附加文件1：图S1A）。根据差异表达程度绘制了前50个上调和下调基因的热图（附加文件1：图S1B）。GO分析显示，这些DEGs主要参与胚胎发育和DNA复制等生物过程，以及纺锤体、CMG复合物和低密度脂蛋白颗粒结合等分子功能和细胞组分。KEGG分析进一步揭示了DEGs在细胞周期和补体与凝血级联等通路中的富集（附加文件1：图S1C）。通过GSEA富集分析，观察到正常组基因表达矩阵中的主要KEGG通路与酪氨酸代谢和平滑肌收缩相关（附加文件1：图S1D）。相反，SCH组的基因与碱基切除修复、同源重组和嘧啶代谢等通路显著相关（附加文件1：图S1E）。
进一步使用两种机器学习算法对DEGs进行筛选，构建LASSO回归模型并采用SVM-RFE算法，以识别SCH的特征基因。在LASSO回归算法中，选择Lambda参数并通过交叉验证找到最小误差点，得到9个关键基因（图3A）。在SVM-RFE算法中，“svmRadial”方法筛选出5个关键基因（图3B）。两种算法筛选出的基因交集确定了特征基因：LAMB1、COL3A1和RAC1，如维恩图所示（图3C）。
对特征基因表达水平和诊断能力的进一步验证显示，与对照组相比，模型组中LAMB1和COL3A1基因的表达显著上调，而RAC1基因显著下调，这与蛋白质组学趋势一致（图3D）。受试者工作特征曲线显示，机器学习筛选出的特征基因LAMB1、COL3A1和RAC1具有很强的诊断和预测能力，曲线下面积值分别为1、0.944和1（图3E）。此外，我们探索了LAMB1与COL3A1/RAC1之间的分子关联。免疫共沉淀结果显示，LAMB1与COL3A1和RAC1均存在物理相互作用（图3F），表明LAMB1可能通过结合这些蛋白并调节其表达水平来调控SCH的发病机制。
使用“Cibersort”算法，我们分析了正常对照组和模型组蜕膜样本中的免疫细胞浸润。热图显示了对照组和模型组之间24种免疫细胞类型的相关性和差异（附加文件1：图S1F）。在M0巨噬细胞与活化的CD4记忆T细胞、M1巨噬细胞与滤泡辅助T细胞和活化的NK细胞之间观察到强正相关，而在活化的CD4记忆T细胞与CD8阳性T细胞之间观察到负相关。此外，在正常对照组和模型样本之间，初始B细胞、记忆B细胞、浆细胞、CD8阳性T细胞、静息和活化的CD4记忆T细胞、M0和M2巨噬细胞以及中性粒细胞的表达水平存在显著失调（附加文件1：图S1G）。这些细胞类型在免疫系统的各个方面起着关键作用，如抗原呈递和免疫炎症反应。在正常对照组和模型样本之间观察到的失调可能揭示SCH复杂的免疫背景和病理机制。
通过整合蛋白质组学和转录组学，我们深入探讨了SCH的分子机制。我们强调了LAMB1的核心作用，并暗示其与COL3A1和RAC1相互作用，在SCH中形成一个关键信号轴，为未来的治疗提供了潜在靶点。
子宫出血和凝血酶的产生加剧了白细胞的渗出，破坏了早孕期子宫内膜的支持功能和蜕膜化的基质平衡。尽管目前处理SCH的临床经验相对成熟，但评估早孕期SCH预后的明确指南和具体指标仍然缺乏。
本研究共纳入10名SCH患者，平均年龄为28.00 ± 4.22岁。从最早诊断SCH起算的平均孕周为56.90 ± 6.23天，根据末次月经计算并经超声确认。对照组为正常孕妇，平均年龄30.40 ± 2.55岁，孕周为56.20 ± 5.79天。两组的一般特征无统计学差异（图4A，附加文件2：表S1）。
正常孕妇与SCH患者血常规参数比较显示，SCH患者的白细胞计数和血小板计数略有升高，血红蛋白和红细胞压积水平降低，但这些变化无统计学意义。这些变化可能是由SCH出血引发的炎症反应所致（图4B，附加文件2：表S2）。在凝血参数方面，与正常孕妇相比，早孕期SCH患者的凝血酶原时间、凝血酶时间、活化部分凝血活酶时间、D-二聚体、纤维蛋白原降解产物和抗凝血酶III水平较高，而纤维蛋白原水平在SCH患者中较低（图4C，附加文件2：表S3），表明SCH患者的凝血功能较正常孕妇差。ELISA分析血清LAMB1水平显示，SCH患者的浓度高于正常孕妇（图4D）。
早孕期SCH的发病机制涉及Th1型细胞因子的主导控制，这些细胞因子激活蜕膜内皮细胞，导致蜕膜内血管内凝血。Th2型细胞因子可以抑制这一凝血过程，并减少细胞因子刺激的内皮多形核白细胞活性，从而预防SCH。在SCH组和对照组中，我们评估了绒毛和蜕膜组织中TNF-α、IL-10以及TSP-1和CD34的表达。结果显示，与正常妊娠组相比，SCH患者在绒毛和蜕膜组织中TSP-1和CD34的表达增加，表明血栓形成增强和微血管密度增加。此外，TNF-α表达显著增加，IL-10表达显著降低（图4E-G），这与先前的报道一致。ELISA分析血清中TNF-α、IL-10、TSP-1和CD34水平进一步证实了SCH中Th1/Th2免疫失衡，影响血栓形成并促进炎症（图4H）。LAMB1与TNF-α和IL-10表达的Spearman相关性分析显示，LAMB1与TNF-α呈正相关，与IL-10呈负相关（图4I），表明在SCH患者中，不仅存在Th1/Th2失衡，LAMB1还可能介导SCH中的炎症和免疫反应。此外，LAMB1与TSP-1和CD34之间也观察到正相关（图4J），突显了LAMB1在SCH中的复杂作用，可能涉及多种生物学过程和调控机制。
总之，凝血功能检测可以作为SCH患者产前保健的重要常规检查。常规凝血和LAMB1水平的联合检测可能成为评估早孕期SCH女性预后的新指标。此外，LAMB1通过影响正常凝血-抗凝血-纤溶系统的平衡以及Th1/Th2免疫，可能导致胎盘组织血栓形成，从而影响母婴健康。因此，LAMB1的检测和研究在早孕期SCH的诊断和治疗中具有重要的临床意义。
为了进一步研究LAMB1对SCH的作用机制，我们通过腹腔注射LPS诱导孕鼠母胎界面发生免疫炎症反应。
与对照组相比，模型组孕鼠血液样本中PT、APTT、TT、DD、FDP和ATI的水平升高，而Fib水平降低（图5A）。ELISA分析两组血清中TNF-α和IL-10的含量显示，与对照组相比，模型组孕鼠血清中TNF-α显著增加，IL-10显著减少，证实了SCH中Th1/Th2免疫失衡，进一步促进了炎症的发生（图5B）。这证实了炎症孕鼠模型的成功建立。
与对照组相比，模型组大鼠的子代数量、仔鼠存活率、胎儿体重和胎盘重量均下降。与LPS+sh-NC组相比，LPS+sh-LAMB1组大鼠的子代数量、仔鼠存活率、胎儿体重和胎盘重量均增加（图5C）。在妊娠第19天，与对照组相比，LPS处理组的胎盘明显更小、颜色更深（图5D），表明胎盘发育受损并可能存在血肿形成。定量分析显示，LPS暴露使仔鼠存活率从约92%降至45%，平均产仔数从10.5只降至3.2只，并显著降低了胎儿体重和胎盘重量（图5C-D）。这些发现证实高剂量LPS可诱导胎盘变化和广泛的胎儿丢失，模拟了SCH样特征，但具有更严重的全身效应，这使其与孤立的人SCH有所区别。模型组的胎儿体长和胎盘直径小于对照组，而LPS+sh-LAMB1组的胎儿体长和胎盘直径大于LPS+sh-NC组（图5D）。通过RT-qPCR和Western Blot检测各组中LAMB1的表达水平，证实了慢病毒敲低的效率（图5E）。Western Blot分析大鼠胎盘组织中COL3A1、RAC1和炎症细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-10的蛋白表达水平显示，与LPS+sh-NC组相比，LPS+sh-LAMB1组中COL3A1和促炎细胞因子TNF-α、IFN-γ的表达显著下调，而RAC1和抗炎细胞因子IL-4、IL-10的表达显著上调（图5F）。这表明敲低LAMB1可以下调COL3A1，上调RAC1，并减轻大鼠的炎症。
5.敲低LAMB1对人滋养层细胞增殖、迁移和侵袭的影响
在早孕期，母胎界面发生复杂的分子对话，以确保胎儿及其附属物的正常发育。母胎界面主要由母体蜕膜的各种细胞和胎儿的滋养层细胞组成。滋养层细胞功能异常与许多妊娠相关并发症（如自然流产和子痫前期）密切相关。
我们使用人滋养层细胞系HTR-8/SVneo来研究LAMB1在SCH中的作用。首先，将沉默和过表达LAMB1的质粒转染到HTR-8/Svneo细胞中，并通过RT-qPCR和Western blot评估转染效率。结果发现，沉默LAMB1后LAMB1的表达显著降低（附加文件1：图S2A-B），而过表达LAMB1后LAMB1的表达显著增加（附加文件1：图S2C-D）。CCK-8检测结果显示，敲低LAMB1显著增加了HTR-8/Svneo细胞的增殖，而过表达LAMB1则显著降低了细胞增殖。这表明敲低LAMB1可促进其细胞增殖能力（图6A，附加文件1：图S3A）。此外，集落形成试验显示，敲低LAMB1显著增加了HTR-8/Svneo细胞形成的细胞克隆数，而过表达LAMB1则显著减少了形成的细胞克隆数（图6B，附加文件1：图S3B-C）。
为了确定LAMB1表达是否影响细胞运动、侵袭和迁移过程，进行了划痕实验和Transwell实验。划痕实验显示，敲低LAMB1显著增加了HTR-8/Svneo细胞的迁移距离，而过表达LAMB1则显著减少了迁移距离，表明敲低LAMB1促进细胞迁移能力（图6C，附加文件1：图S3D-E）。Transwell实验表明，敲低LAMB1显著增强了HTR-8/Svneo细胞的侵袭能力，而过表达LAMB1则导致侵袭能力显著下降（图6D，附加文件1：图S3F-G）。Western blot分析COL3A1、RAC1、TNF-α、IFN-γ、IL-4和IL-10的蛋白表达水平显示，敲低LAMB1导致COL3A1表达显著降低，RAC1表达显著增加，TNF-α和IFN-γ蛋白表达水平显著降低，IL-4和IL-10蛋白表达水平显著增加。过表达LAMB1则观察到相反的趋势（图6E，附加文件1：图S3H-I），表明沉默LAMB1使Th1/Th2平衡偏向Th2型抗炎、组织修复和免疫调节增强，减少了炎症反应。这些数据表明，敲低LAMB1促进了人滋养层细胞的增殖、侵袭和迁移等生物学作用，从而减轻了SCH中的炎症反应。
6.LAMB1通过激活COL3A1/RAC1通路抑制细胞增殖、迁移和侵袭，促进SCH炎症反应
通过生物信息学分析，我们预测LAMB1与COL3A1和RAC1相互作用，影响SCH的发生和发展。这些相互作用可能通过调节细胞增殖和迁移来影响SCH的炎症和免疫反应。
对正常对照组和模型组孕鼠转录组数据的相关性分析显示，LAMB1与COL3A1呈显著正相关，与RAC1呈显著负相关（附加文件1：图S4A-B）。使用STRING网站预测了它们之间的相互作用（附加文件1：图S4C）。采用RT-qPCR和Western blot技术检测正常和SCH患者蜕膜和绒毛样本中LAMB1、COL3A1和RAC1的表达水平，结果显示，与正常组织相比，SCH患者蜕膜和绒毛组织中LAMB1和COL3A1的mRNA和蛋白表达水平显著升高，而RAC1的mRNA和蛋白表达水平显著降低（附加文件1：图S4D-G）。免疫组化和H&E染色证实了正常和SCH患者绒毛组织中合体滋养细胞、细胞滋养细胞和基质细胞胞浆中LAMB1、COL3A1和RAC1的蛋白表达。结果进一步支持了SCH组中LAMB1和COL3A1的表达高于正常组，而SCH组中RAC1的表达较低（附加文件1：图S4H-I）。此外，在两组蜕膜组织的腺上皮细胞和基质细胞胞浆中也观察到LAMB1、COL3A1和RAC1的蛋白表达。与正常组相比，SCH患者中LAMB1和COL3A1的表达显著升高，而RAC1的表达显著降低（附加文件1：图S4J-M）。
总之，LAMB1可能通过调节COL3A1/RAC1来抑制细胞增殖和迁移，从而促进SCH炎症的发展。
在接下来的实验中，我们旨在通过过表达LAMB1和敲低COL3A1来验证LAMB1对COL3A1/RAC1信号通路的调控作用。此外，我们还探讨了LAMB1在促进SCH炎症机制中的潜在参与。转染结果显示靶基因的高效过表达和敲低（图7A-B）。LAMB1过表达显著降低了HTR-8/Svneo细胞的增殖能力，而敲低COL3A1则逆转了LAMB1过表达对HTR-8细胞增殖的抑制作用（图7C）。此外，LAMB1降低了细胞迁移和侵袭能力，而敲低COL3A1则逆转了LAMB1过表达对细胞迁移和侵袭能力的抑制作用（图7D-G）。此外，LAMB1上调了TNF-α和IFN-γ的蛋白水平，同时下调了IL-4、IL-10和RAC1的蛋白水平。敲低COL3A1导致TNF-α和IFN-γ表达减少，而RAC1、IL-4和IL-10表达增加（图7H-I）。抑制COL3A1可以逆转LAMB1过表达的效果。
这些发现表明，LAMB1可能通过激活COL3A1/RAC1轴来抑制HTR-8/Svneo细胞的增殖、迁移和侵袭。
更多结果和补充图表：doi：10.1186/s12915-026-02574-y
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