GnT-III通过对功能蛋白N-糖基化作用调控绒毛外滋养细胞的侵袭能力

During embryo implantation, embryonic trophectoderm cells become closely identified and attached to the uterine luminal epithelium is crucial for successful implantation. This process is established through a series of precisely choreographed cellular and molecular events, such as protein glycosylation. It has been certified that glycosylation of membrane protein plays an important role in the trophectoderm recognition and attachment. However, the molecular mechanisms remain poorly understood. .During glycosylation, different sugar residues result from glycosyltransferase catalysis. N-Acetyglucosaminyltransferase III (GnT-III) is one of the most important glycosyltransferases. In this project , by comparison of the expression and location of GnT-III, α5β1, E-Cadherin, bis-GlcNAc in different tissues and cells and establishment of cell model in which GnT-III is overexpressed or silenced, the effect of GnT-III on the bis-GlcNAc expression of α5β1, E-Cadherin and glycosylation on cell adhesion and invasion as well as some signaling molecules involved in adhesion and invasion were analyzed by western blot, co-immunoprecipitation, invasion assay and some molecular biology techniques. This study will elucidate that trophectoderm cells invasion could be regulated by glycosylation of membrane protein mediated by GnT-III. It may be one of the mechanisms involved in embryo implantation. This will help to find a new target for infertility and spontaneous abortion.

胚胎着床过程中，滋养层细胞与母体子宫内膜上皮细胞间的分子识别和黏附是胚胎成功着床的关键。膜上功能蛋白糖基化方式在这一过程中起着重要作用，但机制尚不清楚。糖基转移酶催化产生不同糖残基，其中N-乙酰氨基葡萄糖转移酶III（GnT-III）是蛋白糖基化调控的关键酶。本项目在我们前期研究基础上，通过比较不同组织和细胞GnT-III、α5β1整合素、E-钙黏素和bis-GlcNAc糖支链的表达和分布差异，建立GnT-III基因沉默和过表达细胞模型，运用蛋白印迹、免疫共沉淀和细胞侵袭等技术，分析GnT-III对α5β1整合素、E-钙黏素上bis-GlcNAc糖支链表达的影响以及糖基化作用对细胞黏附、侵袭的生物学效应，并对相关信号通路的影响进行评价。旨在阐明GnT-III通过功能蛋白N-糖基化对滋养细胞侵袭能力的调控可能是胚胎着床的分子机制之一，为临床不孕症和自然流产等疾病诊治探寻新的分子靶点。

胚胎着床对妊娠的建立至关重要。成功的胚胎着床涉及多种因素，其中在母体-胚胎界面上，具有“节制性”侵袭功能的胚源性绒毛外滋养层细胞（extravillous trophoblast，EVT）在胚胎着床过程中起着主导作用。糖蛋白的糖基化修饰是生物界中最为丰富的蛋白质翻译后修饰，在许多生物学过程中起着至关重要的作用。蛋白质糖基化是通过改变糖蛋白分子上的糖链结构而影响糖蛋白的空间构型，从而调控糖蛋白的生物学功能。本研究证实（1）在早期妊娠绒毛组织中GnT-V和GnT-III及其产物的表达，以及它们的酶活性存在着一定的动态平衡规律，表明GnT-V和GnT-III在参与调控早期妊娠过程中发挥着一定的重要作用；（2）早期自然流产组中整合素β1上异常的β1,6-GlcNAc和bisecting GlcNAc糖支链表达证实GnT-V和GnT-III可通过对整合素β1的糖基化作用参与调控早期自然流产，早期自然流产的发生可能与GnT-V和GnT-III的表达失衡相关；（3）在人正常妊娠前三个月绒毛组织中，GnT-III 及其催化产物bis-GlcNAc糖支链的表达量显著高于人妊娠后三个月的胎盘绒毛组织；（4）GnT-III 在蜕膜EVT以及有EVT 侵入的蜕膜组织中呈高表达，提示GnT-III 的表达可能与EVT 细胞侵入有关；（5）干扰MGAT3 基因后JEG-3 细胞的迁移、侵袭以及与细胞外基质黏附能力均下降，这表明GnT-III 在人滋养层细胞侵袭过程中可能起着正调控的作用。本研究揭示了GnT-V和GnT-III在参与调控早期妊娠过程中发挥着一定的重要作用，并进一步探寻了GnT-III 对滋养层细胞迁移、侵袭的调控，为探索EVT 节制性侵袭和胚胎着床的分子机理提供了新的证据，为临床不孕症和自然流产等相关疾病的诊治提供新的思路。

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