Zentralbl Gynakol 2000; 122(08): 413-418
DOI: 10.1055/s-2000-10606
Zentralblatt für Gynäkologie
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart

Determination of cytokine mRNA-expression in term human placenta of patients with gestational hypertension, intrauterine growth retardation and gestational diabetes mellitus using polymerase chain reaction

Bestimmung der Expression von Zytokinen in der humanen Termin-Plazenta bei Patienten mit Gestationshypertonie, intrauteriner Wachstumsretardierung und Gestationsdiabetes durch PCR

Authors

  • J. Heinig

    1   Biochemical Institute of the University of Rostock (Head: Prof. Dr. J. Brock)
  • S. Wilhelm

    1   Biochemical Institute of the University of Rostock (Head: Prof. Dr. J. Brock)
  • H. Müller

    2   Dept. of Obstetrics and Gynecology (Head: Prof. Dr. K. Friese), University of Rostock
  • V. Briese

    2   Dept. of Obstetrics and Gynecology (Head: Prof. Dr. K. Friese), University of Rostock
  • T. Bittorf

    1   Biochemical Institute of the University of Rostock (Head: Prof. Dr. J. Brock)
  • J. Brock

    1   Biochemical Institute of the University of Rostock (Head: Prof. Dr. J. Brock)
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Publikationsverlauf

Received: 12. Oktober 1999

Accepted: 25. Februar 2000

Publikationsdatum:
31. Dezember 2000 (online)

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Summary

Objective: Our objective was to test the hypothesis, that pregnancy-related diseases are going along with changes in cytokine mRNA-expression at the placental site, either as a part of a pathological process or in connection with regulatory mechanisms induced by disturbances at the feto-maternal interface resulting from previous pathological changes – in the sense of counterregulation. Material and methods: The cytokines chosen for this investigation are known to 1.) be expressed in the human placental tissue, 2.) to be involved in immunological processes and 3.) the regulation of growth and differentiation processes of different cell types of the placenta or decidua, 4.) to play a role in the angiogenesis at the feto-placental interface and 5.) to be involved in pathological processes in other human diseases. 32 samples derived from term human placentas were examined for messenger RNA levels of interleukin 1 alpha (Il-1α), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), platelet derived growth factor-A chain (PDGF-A), platelet derived growth factor-B chain (PDGF-B), and platelet derived growth factor receptor (PDGF-R) using a semiquantitative reverse transcriptase (RT) polymerase chain reaction (PCR) protocol. To calibrate samples in our procedure, β-actin mRNA (messanger ribonucleid acid) known as a “house keeping” gene was proven to be constantly expressed. The sample-groups consisted of normal pregnancies (n = 8), gestational hypertension (GH, n = 7), intrauterine growth retardation (IUGR, n = 6), gestational diabetes mellitus (GDM, n = 5), and gemini (n = 3 × 2). Results: Throughout the 32 samples, a significant correlation between PDGF-A and PDGF-R expression, PDGF-A and TNF-alpha expression was stated (p = 0.007). Compared with the pattern of expression in normal placentas, placentas of growth retarded pregnancies had higher Il-1α mRNA (p = 0.016), PDGF-A (p = 0.029) and PDGF-B (p = 0.001) levels. The samples of the gestational hypertension group and placentas of patients with gestational diabetes displayed a significantly stronger PDGF-R mRNA signal (p = 0.0029 and p = 0.008). Conclusions: Though these marked differences in cytokine mRNA levels between clinical groups were statistically proven, clear correlation of these differences with clinical data was not found.

Zusammenfassung

Fragestellung: Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Überprüfung der Hypothese, daß sich schwangerschaftsspezifische Erkrankungen in Veränderungen der Expressions-Niveaus von Zytokinen in der Plazenta, entweder als Teil pathogenetischer Prozesse oder im Sinne einer Gegenregulation, induziert durch Störungen an der feto-maternalen Einheit, als Resultat vorangegangener pathologischer Veränderungen, widerspiegeln. Material und Methoden: Für diese Untersuchungen wurden Zytokine ausgewählt, von denen bekannt ist, daß sie 1.) in der humanen Plazenta exprimiert werden, 2.) in immunologischen Prozessen mitwirken und 3.) an der Regulation von Wachstum und Differenzierung verschiedener Zelltypen in der Plazenta und Dezidua beteiligt sind, 4.) Bedeutung in der Angiogenese an der feto-maternalen Einheit haben und 5.) an pathologischen Prozessen in anderen humanen Erkrankungen beteiligt sind. Zweiunddreißig unmittelbar post partum gewonnene Plazentaproben wurden mit Hilfe einer semiquantitativen Polymerase-Kettenreaktion (PCR) auf die Expressions von Interleukin-1 alpha (IL-1α), Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α), platelet derived growth factor-A (PDGF-A), platelet derived growth factor-B (PDGF-B) und platelet derived growth factor-Rezeptor (PDGF-R) untersucht. Um die eingesetzte Probenmenge zu equilibrieren, wurde die β-Aktin-Expression, als „house keeping gene”, als Bezugsgröße verwendet und dessen konstante Expression nachgewiesen. Die Gruppe der untersuchten Patientinnen setzte sich aus normalen Schwangeren (n = 8), Patientinnen mit Gestationshypertonie (n = 7), intrauteriner Wachstumsretardierung des Föten (n = 6), Gestationsdiabetes (n = 5) und Zwillingen (n = 3 × 2) zusammen. Ergebnisse: In allen 32 Proben ließ sich eine signifikante Korrelation zwischen PDGF-A und PDGF-Rezeptor sowie zwischen PDGF-A und TNF-alpha (p = 0,007) feststellen. Im Vergleich mit der Normalgruppe wiesen die Plazenten von wachstumsretardierten Schwangerschaften eine stärkere Expression von IL-1α auf (p = 0,016), PDGF-A (p = 0,029) und PDGF-B (0,001). In den Plazenten von Patienten mit Gestationshypertonie und bei den Patientinnen mit Gestationsdiabetes fanden sich höhere mRNA-Spiegel für den PDGF-Rezeptor (p = 0,0029 und p = 0,008). Obwohl deutliche Unterschiede in der Zytokinexpression zwischen den klinischen Gruppen statistisch signifikant waren, konnte der Zusammenhang mit einzelnen klinischen Parametern nicht gesichert werden. Schlußfolgerung: Weitere Untersuchungen von größeren Patientenzahlen und mit verbesserten quantitativen PCR-Protokollen sind notwendig, um Korrelationen zwischen klinischem Verlauf und Zytokinexpression an der Plazenta aufzeigen zu können.

MeSH

C13.703 pregnancy complicationsA16.759 placenta