源井生物今日阅读推荐：近期，PNAS发表研究表明通过敲除父源的Slc38a4/SNAT4基因，会导致小鼠胎盘发育不全以及胎儿宫内生长受限表型，并进一步的探究了引起该表型的原因。详情如下：
一篇来自日本 RIKEN 研究所 Atsuo Ogura 团队，发表在 PNAS 上的<Paternal knockout of Slc38a4/SNAT4 causes placental hypoplasia associated with intrauterine growth restriction in mice> 。这篇文章主要是讲通过敲除父源的Slc38a4/SNAT4基因，会导致小鼠胎盘发育不全以及胎儿宫内生长受限表型，并进一步的探究了引起该表型的原因。
胎盘发育的关键转运体：Slc38a4/SNAT4
作者通过三靶点CRISPR筛查实验，结果如Fig1所示，表明Slc38a1/SNAT1， Slc38a2/SNAT2，Slc38a4/SNAT4敲除组的胎儿体重都有所降低，但是只有Slc38a4/SNAT4敲除组的胎盘体重显著下降，而Slc38a1/SNAT1，Slc38a2/SNAT2敲除组没有显著差异，所以作者认为Slc38a4/SNAT4是胎盘发育的关键转运体。
Fig 1 Slc38a4/SNAT4是胎盘发育的关键转运体
父源敲除Slc38a4/SNAT4导致胎盘发育不全和胎儿体重减轻
作者在确定Slc38a4/SNAT4作为胎盘发育的关键转运体后，又因为在小鼠胎盘和小鼠不同类型的胚胎组织中，Slc38a4/SNAT4在父源基因上表达，所以作者就分别敲除父源Slc38a4/SNAT4、母源Slc38a4/SNAT4以及纯合敲除，结果如图Fig 2所示，父源敲除Slc38a4/SNAT4组，胎盘发育不全以及胎儿体重减轻，而且在E11.5到E19.5，胎盘的海绵层（ST）和迷路层（LB）变薄。
Fig 2 父源敲除Slc38a4/SNAT4导致胎盘发育不全和胎儿体重减轻
SNAT4在绒毛膜板中的滋养层细胞中表达并支持滋养层细胞的增殖。
作者发现敲除父源的Slc38a4/SNAT4后会导致胎盘发育不全以及胎儿体重减轻，接下来作者就找为什么会引起这样的表型，所以，作者通过免疫荧光实验发现SNAT4定位在绒毛膜板中的滋养层细胞，作者还发现在父源敲除组中，外胎盘锥中的增殖细胞（pHH3）信号明显降低，因为外胎盘锥会形成海绵层，所以作者认为敲除父源的Slc38a4/SNAT4后导致外胎盘锥内增殖细胞减少，最终导致胎盘发育不全。
Fig 3 SNAT4在绒毛膜板中的滋养层细胞中表达并支持滋养层细胞的增殖
SNAT4定位在SynT-Ⅱ，支持氨基酸向胎儿的转运
作者在确定敲除父源的Slc38a4/SNAT4后会导致胎盘发育不全的原因后，又设计了以下实验，来探究导致胎儿宫内生长受限的原因。结果如Fig4所示，发现SNAT4定位在SynT-Ⅱ（Mct 4）上，而不是在SynT-Ⅰ（Mct 1）上，并且靠近基底膜（Laminin）；随后，作者又通过CE-TOFMS方法，发现父源敲除Slc38a4/SNAT4组中的，氨基酸的转运明显降低，所以作者认为，敲除父源的Slc38a4/SNAT4，会导致母体向胎儿的氨基酸转运受阻，最终导致胎儿宫内生长受限
Fig 4 SNAT4定位在SynT-Ⅱ支持氨基酸向胎儿的转运
总结
本篇文章，作者通过敲除父源的Slc38a4/SNAT4，发现小鼠胎盘发育不全以及胎儿宫内生长受限的表型，并进一步的去研究引起该表型的原因，发现父源敲除的Slc38a4/SNAT4后，1）影响外胎盘锥的细胞活性而影响小鼠胎盘的发育；2）影响母体到胎儿的氨基酸转运影响胎儿的宫内生长。这篇文章通过以上实验，明确地说明，Slc38a4/SNAT4在小鼠的母胎界面中所发挥的重要作用，但是，就如作者在文章中所说，虽然SNAT4在各物种中保守表达，但是各物种的胎盘解剖结构不同，所以可能SNAT4在其他物种中发挥的作用也有所不同，这还需要科学家进一步的去发现和探究。
参考文献：
Matoba S, Nakamuta S, Miura K, Hirose M, Shiura H, Kohda T, et al. Paternal knockout of Slc38a4/SNAT4 causes placental hypoplasia associated with intrauterine growth restriction in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2019.
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