Роль альтернативного сплайсинга гена FLT1 в развитии задержки роста плода

Обоснование. Задержка роста плода остаётся одной из значимых патологий беременности, ассоциированной с высокой перинатальной и постнатальной заболеваемостью. Несмотря на прогресс в изучении молекулярных механизмов развития патологии, роль альтернативного сплайсинга ключевых плацентарных генов, в частности FLT1, кодирующего рецептор фактора роста эндотелия сосудов-1 (VEGFR-1), изучена недостаточно. Это ограничивает понимание связи между ангиогенезом и нарушениями развития плаценты при задержке роста плода.

Цель исследования. Оценить роль альтернативного сплайсинга гена FLT1, экспрессируемого в децидуальных клетках плаценты, в молекулярных механизмах задержки роста плода.

Методы. В исследование включены биоптаты материнской части плаценты пациенток с физиологической беременностью (n = 8) и задержкой роста плода (n = 13). Проведено секвенирование РНК на платформе Illumina NextSeq 2000. Анализ альтернативного сплайсинга выполнен с использованием пакета MAJIQ.

Результаты. Впервые проведён анализ альтернативного сплайсинга гена FLT1 в децидуальных клетках плаценты при задержке роста плода. Общими для физиологической беременности и задержки роста плода являются четыре события альтернативного сплайсинга, включающие пропуск экзона, удержание интрона и два события, образующих комплекс. Кроме того, только при задержке роста плода выявлены одно комплексное событие и три события удержания интрона, отсутствующие при физиологической беременности. Суммарно, эти изменения отражают активацию механизмов, приводящих к формированию укороченных изоформ рецептора VEGFR-1, которые действуют как антиангиогенные «ловушки» и впоследствии приводят к снижению маточно-плацентарного кровотока и развитию задержки роста плода. Заключение. Альтернативный сплайсинг гена FLT1 играет важную роль в патогенезе задержки роста плода. Избыточное удержание интронов и пропуск экзонов ведут к повышенной экспрессии укороченных антиангиогенных белков, нарушая баланс ангиогенеза и способствуя плацентарной дисфункции.

1. Посисеева Л.В., Киселева О.Ю., Глик М.В. Задержка роста плода: причины и факторы риска. Акушерство и гинекология: Новости. Мнения. Обучения. 2021; 9(2(32)): 92-99. doi: 10.33029/2303-9698-2021-9-2-92-99

2. Волочаева М.В., Баев О.Р. Современные представления о патогенезе задержки роста плода. Акушерство и гинекология. 2021; (8): 13-17. doi: 10.18565/aig.2021.8.13-17

3. Bhattacharjee J, Mohammad S, Goudreau AD, Adamo KB. Physical activity differentially regulates VEGF, PlGF, and their receptors in the human placenta. Physiological reports. 2021; 9(2): e14710. doi: 10.14814/phy2.14710

4. Hiratsuka S, Minowa O, Kuno J, Noda T, Shibuya M. Flt-1 lacking the tyrosine kinase domain is sufficient for normal development and angiogenesis in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1998; 95(16): 9349-9354. doi: 10.1073/pnas.95.16.9349

5. Wazan LE, Widhibrata A, Liu GS. Soluble FLT-1 in angiogenesis: pathophysiological roles and therapeutic implications. Angiogenesis. 2024; 27(4): 641-661. doi: 10.1007/s10456-024-09942-8

6. Курцер М.А., Сичинава Л.Г., Алажажи А.О., Латышкевич О.А., Николаева Е.В. Ангиогенные факторы (sFlt-1, PlGF) у беременных с двойней и плацента-ассоциированными осложнениями. Акушерство, Гинекология и Репродукция. 2022; 16(5): 541-551. doi: 10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2022.330

7. Marasco LE, Kornblihtt AR. The physiology of alternative splicing. Nature reviews Molecular cell biology. 2023; 24(4): 242-254. doi: 10.1038/s41580-022-00545-z

8. Wright CJ, Smith CW, Jiggins CD. Alternative splicing as a source of phenotypic diversity. Nature Reviews Genetics. 2022; 23(11): 697-710. doi: 10.1038/s41576-02200514-4

9. Ruano CS, Apicella C, Jacques S, Gascoin G, Gaspar C, Miralles F, et al. Alternative splicing in normal and pathological human placentas is correlated to genetic variants. Human Genetics. 2021; 140(5): 827-848. doi: 10.1007/s00439-020-02248-x

10. Thomas CP, Andrews JI, Raikwar NS, Kelley EA, Herse F, Dechend R, et al. A recently evolved novel trophoblast-enriched secreted form of fms-like tyrosine kinase-1 variant is up-regulated in hypoxia and preeclampsia. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2009; 94(7): 2524-2530. doi: 10.1210/jc.2009-0017

11. Бабовская А.А., Трифонова Е.А., Сереброва В.Н., Сваровская М.Г., Зарубин А.А., Жилякова О.В. и др. Протокол полнотранскриптомного анализа децидуальных клеток плаценты. Молекулярная биология. 2022; 56(2): 325-333. doi: 10.31857/s0026898422020045

12. Vaquero-Garcia J, Barrera A, Gazzara MR, Gonzalez-Vallinas J, Lahens NF, Hogenesch JB, et al. A new view of transcriptome complexity and regulation through the lens of local splicing variations. Elife. 2016; 5: e11752. doi: 10.7554/eLife.11752

13. Domokos A, Varga Z, Jambrovics K, Caballero-Sánchez N, Szabo E, Nagy G, et al. The transcriptional control of the VEGFA-VEGFR1 (FLT1) axis in alternatively polarized murine and human macrophages. Frontiers in immunology. 2023; 14: 1168635. doi: 10.3389/fimmu.2023.1168635

14. Morris BJ, Chen R, Donlon TA, Kallianpur KJ, Masaki KH, Willcox BJ. Vascular endothelial growth factor receptor 1 gene (FLT1) longevity variant increases lifespan by reducing mortality risk posed by hypertension. Aging(Albany NY). 2023; 15(10): 3967. doi: 10.18632/aging.204722

15. Boutz PL, Bhutkar A, Sharp PA. Detained introns are a novel, widespread class of post-transcriptionally spliced introns. Genes and development. 2015; 29(1): 63-80. doi: 10.1101/gad.247361.114

16. Jakubauskiene E, Vilys L, Makino Y, Poellinger L, Kanopka A. Increased serine-arginine (SR) protein phosphorylation changes pre-mRNA splicing in hypoxia. Journal of Biological Chemistry. 2015; 290(29): 18079-18089. doi: 10.1074/jbc.m115.639690

17. Shih SC, Claffey KP. Hypoxia‐mediated regulation of gene expression in mammalian cells. International journal of experimental pathology. 1998; 79(6): 347-357. doi: 10.1186/s12964-025-02471-x

18. Ge Y, Porse BT. The functional consequences of intron retention: alternative splicing coupled to NMD as a regulator of gene expression. Bioessays. 2014; 36(3): 236-243. DOI: 10.1002/bies.201300156

19. Thomas CP, Andrews JI, Liu KZ. Intronic polyadenylation signal sequences and alternate splicing generate human soluble Fltl variants and regulate the abundance of soluble Flt1 in the placenta. The FASEB Journal. 2007; 21(14): 3885-3895. doi: 10.1096/fj.07-8809com

20. Ashar-Patel A, Kaymaz Y, Rajakumar A, Bailey JA, Karumanchi SA, Moore MJ. FLT1 and transcriptome-wide polyadenylation site (PAS) analysis in preeclampsia. Scientific reports. 2017; 7(1): 12139. doi: 10.1038/s41598-01711639-6

21. Rajakumar A, Powers RW, Hubel CA, Shibata E, von Versen-Höynck F, Plymire D, et al. Novel soluble Flt-1 isoforms in plasma and cultured placental explants from normotensive pregnant and preeclamptic women. Placenta. 2009; 30(1): 25-34. doi: 10.1016/j.placenta.2008.10.006

22. Palmer KR, Kaitu’u-Lino TUJ, Hastie R, Hannan NJ, Ye L, Binder N, et al. Placental-specific sFLT-1 e15a protein is increased in preeclampsia, antagonizes vascular endothelial growth factor signaling, and has antiangiogenic activity. Hypertension. 2015; 66(6): 1251-1259. doi: 10.1161/hypertensionaha.115.05883