ThS. Võ Như Thanh Trúc – Chuyên viên phôi học – IVFAS

Giới thiệu
Hội chứng buồng trứng đa nang (Polycystic Ovary Syndrome – PCOS) là một bệnh lý liên quan đến các rối loạn chuyển hoá của hoạt động nội tiết xảy ra trên khoảng 6 – 8% phụ nữ ở độ tuổi sinh sản. Hội chứng này được đặc trưng bởi sự rối loạn hoạt động phóng noãn của buồng trứng, triệu chứng cường androgen, có thể quan sát thấy hình ảnh đa nang trên buồng trứng thông qua siêu âm và các rối loạn trong hoạt động biến dưỡng của cơ thể, có thể kể đến như tình trạng kháng insulin, béo phì, rối loạn lipid máu, gia tăng các nguy cơ mắc phải bệnh lý đái tháo đường type 2, các bệnh lý tim mạch và nhiều bệnh lý khác. Cho đến nay, cơ chế bệnh sinh gây ra PCOS vẫn chưa được sáng tỏ. Hiện nay, nhiều báo cáo cho thấy một số bất thường di truyền có thể đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của PCOS, liên quan đến các gene THADA, DENND1A, LCHGR, FSHR. Tuy nhiên, các báo cáo không ghi nhận các biến thể của các gene kể trên gây ảnh hưởng đến cơ chế bệnh sinh PCOS. Điều đó cho thấy các gene này can thiệp vào cơ chế hình thành PCOS thông qua mức độ biểu hiện gene cũng như tình trạng đồng biểu hiện, đồng tác động của các sản phẩm protein mã hoá từ các gene này.
 
Thượng di truyền (epigenetics) là cơ chế phân tử có thể can thiệp vào cấu trúc nhiễm sắc thể (NST) và ảnh hưởng đến hoạt động biểu hiện gene và sự ổn định của bộ gene nhưng không gây ra bất kỳ sự thay đổi nào trên trình tự DNA. Các cơ chế điều hoà thượng di truyền được biết đến hiện nay gồm các RNA (ribonucleic acid) không mã hoá (non-coding RNA), sự giảm sút hoặc tăng cường trong hoạt động methyl hoá DNA, các biến đổi trên protein histone liên kết với DNA trên NST, và sự can thiệp vào cấu trúc dị nhiễm sắc. MicroRNA (miRNA) là một dạng phân tử RNA không mã hoá mạch đơn, có chiều dài khoảng 20 – 24 nucleotide, có thể can thiệp vào hoạt động biểu hiện gene ở giai đoạn sau phiên mã với cơ chế cắt bỏ hoặc ức chế dịch mã ở một số trình tự đặc hiệu trên phân tử RNA thông tin (messenger RNA – mRNA). Vài báo cáo ghi nhận sự hiện diện của phân tử miRNA trong các dịch chứa protein hoặc lipoprotein và các bóng xuất bào (extracellular vesicle – EV) từ nhiều loại tế bào khác nhau. Các bóng xuất bào có kích thước khá đa dạng, trong đó, một quần thể các bóng xuất bào nhỏ nhất, có kích thước dao động trong khoảng 30 – 150nm, được gọi là các exosome. Các exosome có thể chứa và mang các phân tử nhất định đến các tế bào đích, đóng vai trò như các phần tử trung gian tương tác giữa các tế bào. Vài nghiên cứu cũng cho thấy miRNA tồn tại khá ổn định trong các exosome và có vai trò ảnh hưởng lớn trong điều hoà biểu hiện gene ở các tế bào đích của các exosome này.
 
Ở bệnh nhân PCOS, nghiên cứu của Sang và cộng sự (2013) đã chỉ ra mối liên hệ giữa các cell-free miRNA (gồm miR-132 và miR-320) và bệnh lý PCOS. Điều thú vị là những miRNA này được tìm thấy ở cả trong dịch ly tâm từ huyết tương cũng như các exosome. Nghiên cứu của Jiang và cộng sự (2020) thực hiện phân tích thông tin biểu hiện của các phân tử miRNA thu nhận từ exosome phân lập từ huyết tương của bệnh nhân PCOS nhằm tìm hiểu mối tương quan giữa các phân tử này và cơ chế bệnh sinh PCOS.
 
Phương pháp
Nghiên cứu thực hiện trên 75 bệnh nhân PCOS (nhóm khảo sát) và 75 bệnh nhân không PCOS có độ tuổi tương tự với nhóm khảo sát (nhóm chứng). Các thông tin về tuổi, BMI, tiền sử về khả năng sinh sản được ghi nhận. Mẫu máu ngoại vi được thu nhận vào ngày 3 và ngày 5 vòng kinh. Nồng độ AMH được đánh giá bằng phương pháp ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) và nồng độ FSH và T được xác định bằng phương pháp CMIA (Chemiluminescence immunoassays).
Exosome trong huyết tương được phân lập bằng kit thương mại và tiến hành tách chiết RNA tổng, trong đó có chứa cả miRNA – phân tử mục tiêu của nghiên cứu.
 
miRNA được mang giải trình tự để xác định thành phần miRNA và thực hiện realtime RT-PCR để đánh giá mức độ biểu hiện. Mức độ biểu hiện của các phân tử miRNA sẽ được đối chiếu với mức độ biểu hiện của phân tử miR-16a-5p do mức độ biểu hiện của miRNA này được cho là ổn định, từ kết quả của một số nghiên cứu trước đó.
 
Western blot được thực hiện trên 2 protein là CD9 và TSG101, các protein biểu hiện đặc trưng trên các exosome. Phân tích này được thực hiện trên một lượng exosome phân lập từ huyết tương để đánh giá hiệu quả thu nhận exosome. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng thực hiện quan sát các exosome trên kính hiển vi để ghi nhận lại hình thái của các exosome và được đo đạc kích thước.
Cuối cùng, các thông tin biểu hiện miRNA sẽ được xử lý in silico để dự đoán các đường truyền tín hiệu có thể tác động của các phân tử này, nhằm tìm ra mối liên hệ giữa thông tin biểu hiện miRNA và cơ chế bệnh sinh của PCOS.
 
Kết quả
Thí nghiệm Western blot cho thấy nghiên cứu phân lập thành công các exosome từ máu ngoại vi thu nhận từ các bệnh nhân tham gia nghiên cứu, đặc trưng bởi kết quả dương tính ở cả 2 protein CD9 và TSG101.
 
Kết quả giải trình tự miRNA thu nhận từ các exosome cho thấy có 34 phân tử miRNA biểu hiện khác biệt đáng kể giữa bệnh nhân PCOS và nhóm chứng. Qua các phân tích định lượng realtime RT-PCR xác định sự khác biệt thực sự rõ rệt trên 5 phân tử miRNA, gồm miR-126-3p, miR-146a-5p, miR-20b-5p, miR-106a-5p và miR-18a-3p. Các phân tích in silico trên GO (Gene Ontology) và KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) cho thấy 5 phân tử miRNA này tham gia vào một số chức năng mục tiêu khác nhau như dẫn truyền tín hiệu trên các tế bào sợi trục thần kinh (axon), tham gia dẫn truyền các tín hiệu protein kinase trong đáp ứng kích hoạt quá trình nguyên phân (con đường MAPK), tham gia vào các quá trình nhập bào, điều khiển nhịp sinh học của tế bào cũng như có liên quan đến các bệnh lý ung thư. Bên cạnh đó, sự biểu hiện của các miRNA này cũng tương quan với sự thay đổi sinh lý trong các chu kỳ kinh nguyệt, số lượng nang noãn cũng như nồng độ hormone của các bệnh nhân tham gia nghiên cứu và có khác biệt đáng kể giữa nhóm bệnh nhân PCOS và nhóm chứng.
 
Kết luận
Sự khác biệt trong biểu hiện của các phân tử miRNA thu nhận từ các exosome phân lập từ huyết tương ở bệnh nhân PCOS có thể chỉ ra rằng các phân tử này có liên quan đến cơ chế bệnh sinh PCOS và có thể trở thành các marker tiềm năng. Nghiên cứu này cũng cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin hơn về khả năng tác động đến cơ chế bệnh sinh PCOS của các yếu tố thượng di truyền, như đơn cử là các phân tử miRNA, tác động đến quá trình biểu hiện gene ở mức độ sau phiên mã. Cần nhiều hơn những nghiên cứu khác nhằm làm sáng tỏ cơ chế đặc hiệu của các phân tử này trong cơ chế bệnh sinh PCOS trên các tế bào và mô đích.
 
Nguồn: Jiang X, Li J, Zhang B, Hu J, Ma J, Cui L, Chen ZJ. Differential expression profile of plasma exosomal microRNAs in women with polycystic ovary syndrome. Fertil Steril. 2021 Mar;115(3):782-792. doi: 10.1016/j.fertnstert.2020.08.019. Epub 2020 Oct 9. PMID: 33041053.

Từ khóa: thượng di truyền, exosome, microRNA (miRNA), PCOS