研究背景
子宮內膜蛻膜化是指子宮內膜基質細胞受到蛻膜化誘導因子的刺激
,增生並分化形成的一種特殊組織
,它對於妊娠的建立和維持具有至關重要作用
。1908年Loeb首先通過機械刺激的方法使豚鼠子宮內膜產生蛻膜化變化
。此後科學家們分別在大鼠
、小鼠
、兔和狗等動物體內成功進行了人工誘導蛻膜化實驗
,以上人工誘導蛻膜的模型主要是在妊娠的前提下進行
。1929年Parkes首次在假孕雌性大鼠體內取得了人工誘導蛻膜化的實驗
。至1972年
,人們發現除了機械刺激的方法可以實現人工誘導蛻膜化外
,給予激素也可以達到同樣的效果
。1986年Wew—er等從妊娠第6—7天的小鼠子宮中分離的蛻膜細胞進行體外培養
,也可形成類似蛻膜樣結構
。隨著研究的進展
,許多蛻膜化模型已建立
,為生殖醫學相關疾病的研究提供工具
。
女性從青春期開始
,隨著卵巢功能的周期性變化
,在卵巢分泌甾體激素的影響下
,子宮內膜發生周期性剝落
、出血
、修複及增生
,形成月經周期
。非靈長類哺乳動物也有類似周期
,但不表現為月經
,而主要是某些行為的改變(如求偶行為)
,故稱之為動情周期(estrous
cycle)
。在月經周期的分泌晚期
,基質細胞增生分化形成前蛻膜細胞及蛻膜組織
。受精卵著床於子宮內膜
,前蛻膜細胞在妊娠黃體分泌的孕激素影響下
,繼續發育增大
,成為蛻膜細胞及妊娠蛻膜
。另外
,在大鼠
、小鼠齧齒類及兔
、老虎哺乳類動物中
,還可通過子宮內注射芝麻油
、玻璃珠及子宮劃傷等人工刺激方法實現子宮內膜蛻膜化
。由此可知
,子宮內膜蛻膜化的種類主要有2種
,即妊娠蛻膜和人工蛻膜。
隨著研究的深入
,人們陸續發現很多分子參與蛻膜化過程
,在子宮內膜蛻膜化及胚胎植入過程中起重要作用
,如下圖所示
。蛻膜化標記分子因物種不同而有所差異
。對於人而言
,蛻膜化標記分子主要有C/EBPI3
、Hoxa10
、Foxol
、Bmp2
、Cx43
、催乳素(PRL)
、胰島素樣生長因子結合蛋白1(IGFBP-1)
、ACP(酸性磷酸酶)
、hsp27
、MMP9和層粘連蛋白等
;對於小鼠而言
,蛻膜化的標記分子主要有Era
、C/EBPI3
、Hoxal0
、Bmp2
、Wnt4
、Ihh
、COUP—TFII(Nr2f2)
、IL一11Ra
、Cx43
、FKBP52、dPRP
、PR
、Cyclin
D3
、PRL
、IGFBP一1
、ALP
、MMP9等
。其中PRL和IGFBP-l是人和動物中產生蛻膜化時最常見的2種標記分子
。
子宮內膜的蛻膜化過程對於妊娠的建立和維持具有十分重要作用
。蛻膜化異常將引起各種生殖疾病
,如不孕不育
、子宮內膜異位症和複發性流產等
。子宮內膜異位症是一種很常見的生殖疾病
,對於生育年齡段的婦女來說
,子宮內膜異位會影響卵母細胞質量
、卵泡發育
、受精以及胚胎的著床
,常導致不孕
。Aghajanova等利用體外蛻膜模型研究發現
,孕酮調節紊亂
,常導致子宮內膜異位症
、子宮內膜的病理性生長
。另外
,體內研究發現
,子宮內膜蛻膜化受損是內膜異位症患者不孕的病理性基礎
。最近,研究者通過蛻膜化模型發現
,子宮內膜異位症是一種雌激素依賴性疾病
,在子宮內膜異位症患者中
,芳香化酶的表達量明顯增加
,催化睾酮轉化為雌激素
。另外
,研究發現SF一1
、孤兒核受體以及基質細胞的DNA去甲基化
,均會增加芳香化酶的表達
。
複發性流產是產科常見病之一,其發病原因目前仍不完全清楚
。子宮內膜蛻膜化和蛻膜的正常發育是妊娠繼續的先決條件
,其異常常導致流產的發生
。近年來利用蛻膜模型發現內膜局部的一些細胞因子
、酶類
、功能蛋白等形成複雜的網絡
,參與了子宮內膜功能的調節
,如HOXA10
。HOXA10是同源框基因家族中Ardb亞家族成員之一
,參與子宮形態發生和發育的調控
。研究發現
,HOXA10基因在小鼠妊娠蛻膜組織中持續高表達
。Bagot等利用基因轉染技術將HOXA10基因表達的質粒轉染到懷孕第2天的小鼠子宮
,研究發現小鼠活產率顯著高於對照組。Rahman等發現HOXA10基因缺乏小鼠子宮蛻膜組織中,自然殺傷(NK)細胞分化異常
,而NK細胞的分化異常將導致母胎免疫耐受缺陷而致胚胎流產
。表明HOXA10基因對胚胎著床和妊娠均具有重要作用
,H0XA10的異常可能會導致複發性流產發生
。
研究模型
南宮娛樂已經掌握了子宮內膜基質細胞的原代分離培養
:采用機械方法去除腔上皮細胞
。首先將子宮組織縱向剪開
,有利於胰酶消化腔上皮細胞
;消化後用鑷子將組織塊從培養皿中揀出
,利於去除腔上皮細胞
;然後通過膠原酶Ⅱ消化及差時貼壁等方法
,分離和純化子宮內膜基質細胞。接種後的基質細胞0.5
h開始貼壁
,培養24
h後
,細胞成纖維樣生長
,呈現兩種形態
:梭形和多角形(主要為三角形或星形)
,排列成放射狀
,並不緊靠連成片
;細胞免疫化學方法染色顯示
,分離純化的子宮基質細胞Vimentin染色呈陽性
,而Cytokeratin
染色呈陰性
,如下圖所示
。
南宮娛樂建立了子宮內膜基質細胞蛻膜化的模型
:在雌
、孕激素處理的基礎上再加入cAMP三者聯合誘導產生蛻膜化
。采用三者聯合誘導的原因是雌激素可使子宮內膜增生
,cAMP可通過調節轉錄因子的活性來增加子宮內膜基質細胞對孕酮的敏感性
;同時通過檢測蛻膜化的標誌分子如PRL
、IGFBP-1
、ACP(酸性磷酸酶)
、hsp27和層粘連蛋白等來判斷誘導蛻膜是否成功
。子宮內膜基質細胞產生蛻膜化後
,經HE染色顯示
,細胞核呈現多核化
,胞體大而圓
,為蛻膜化成功一個標誌
,如下圖所示
。
研究案例
目的
:研究硫化氫對子宮內膜基質細胞蛻膜化的影響
結論
:硫化氫可以對子宮內膜基質細胞蛻膜化起到促進作用
,其中H2S合成酶起到了主要作用
路線
:
-
臨床收集人子宮內膜組織標本
,IHC檢測表明在子宮內膜組織的基質細胞和上皮細胞中均可表達H2S合成酶CBS和CSE
-
對人子宮內膜基質細胞進行原代分離
、培養
,構建體外蛻膜化模型
。用WB檢測
,發現CBS和CSE在蛻膜化過程中表達增加
,CBS的增加更為明顯
,提示H2S參與了蛻膜化過程
。
-
在蛻膜化過程中分別加入了CBS的抑製劑AOAA
、CSE的抑製劑PAG
,抑製H2S合成
;結果提示
,CBS的合成收到抑製後
,蛻膜化程度降低
。CSE的合成收到抑製後
,蛻膜化程度無明顯改變
。
核心文獻
-
Derivation of human decidua-like cells from amnion and menstrual blood. Sci
Rep. 2014 Apr 8;4:4599. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/24710473/
-
Uterine selection of human embryos at implantation. Sci Rep. 2014 Feb
6;4:3894. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/24503642/
-
Elevated periimplantation uterine natural killer cell density in human
endometrium is associated with impaired corticosteroid signaling in
decidualizing stromal cells. J Clin Endocrinol Metab. 2013 Nov;98(11):4429-37.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/24025400/
-
Endometrial Intracrinology--generation of an estrogen-dominated
microenvironment in the secretory phase of women. J Clin Endocrinol Metab. 2013
Nov;98(11):E1802-6.
https://press.endocrine.org/doi/10.1210/jc.2013-2140?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed
-
Endometrial inhibin/activin beta-B subunit expression is related to
decidualization and is reduced in tubal ectopic pregnancy. J Clin Endocrinol
Metab. 2008 Jun;93(6):2375-82.
https://press.endocrine.org/doi/10.1210/jc.2008-0136?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed