Endometrial Desidualizasyon Araştırması için Ovariektomi ile Fare Yapay Desidualizasyon Modelinin Oluşturulması
Summary
Burada, endometrial desidualizasyon araştırma alanında klasik bir endometrial desidualizasyon deneyi olan ovariektomize fareyi kullanarak yapay bir desidualizasyon modeli oluşturma yöntemini açıklıyoruz.
Abstract
Endometrial desidualizasyon, menstrüasyon ve gebelik ile yakından ilişkili olan endometriyumun benzersiz bir farklılaşma sürecidir. Desidualizasyonun bozulması infertilite, tekrarlayan düşük ve erken doğum gibi çeşitli endometriyal bozukluklara yol açar. Endometriyal desidualizasyon modelinin üreme çalışmalarında geliştirilmesi ve kullanılması, üreme araştırmacıları için uzun zamandır bir vurgu olmuştur. Fare, üreme ve desidualizasyonu incelemek için yaygın olarak kullanılmıştır. Desidualizasyon ile ilgili üç köklü fare modeli vardır, yani doğal gebelik desidualizasyonu (NPD), yapay desidualizasyon (AD) ve in vitro desidualizasyon (IVD). Bunlar arasında AD, uygulanması kolay ve NPD’ye yakın olan fare desidualizasyonu için güvenilir bir model olarak kabul edilir. Bu yazıda, yumurtalık etkilerinden kaçınmak için yumurtalık etkilerinden kaçınmak için fare yapay desidualizasyon modelinin yumurtalık ile oluşturulması ve uygulama sürecinin modifiye edilmiş bir yöntemine odaklanılmıştır, bu da grup içinde küçük varyanslarla yüksek oranda tekrarlanabilir sonuçlar elde edebilir. Bu yöntem, endometrial desidualizasyon çalışması için iyi ve güvenilir bir hayvan modeli sağlar.
Introduction
İnsan destekli üreme teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, in vitro fertilizasyon-embriyo transferinin (IVF-ET) mevcut klinik gebelik oranı, doğal gebeliğin seviyesine ulaşmış veya hatta aşmıştır. Buna rağmen, yardımcı üreme klinik pratiğindeki birçok hasta hala çoklu embriyo transferlerine maruz kalmaktadır, ancak istenildiği gibi gebelik elde edememektedir. Bununla birlikte, spesifik moleküler mekanizması hala belirsizdir, bu nedenle klinik müdahale etkisizdir, bu da üreme tıbbının karşılaştığı önemli zorluklardan biridir 1,2.
Endometriyal faktörler, IVF başarısızlığının nedenlerinin yaklaşık üçte ikisini oluşturur3. İnsan embriyosu implantasyonu üç aşamaya ayrılır: konumlandırma, yapışma ve istila 4,5,6. Maternal endometriyum, embriyonun gelişini karşılamak için bir dizi değişikliğe uğrar. İmplantasyon “pencere dönemi” oluşturmak, embriyo implantasyonu için uygun koşullar sağlar 7,8.
Çoğu memelide, blastosist uterusun luminal epiteline yapıştıktan sonra, blastosisti çevreleyen stromal hücreler hızla çoğalmaya ve farklılaşmaya başlar ve mezenkimin hızlı bir şekilde yeniden şekillenmesi şeklini ve işlevini değiştirerek embriyo implantasyonuna yol açar 5,9,10. Site hacmindeki ve ağırlığındaki hızlı artış, blastosistin desidualizasyon11 olarak bilinen bir süreç olan uterus stromasına gömülmesine izin verir. Endometriyal stroma gebeliğe hazırlık aşamasında farklılaşır ve yeniden şekillenirken, stromal hücrelerin geçişi, desidual hücrelerin işlevlerini yerine getirmeleri için alan ve yeni sinyal bağlantıları sağlar12,13. Stromal hücreler desidual hücrelere dönüşür ve prolaktin (PRL), insülin benzeri büyüme faktörü bağlayıcı protein 1 (Igfbp1) gibi birçok ikonik faktör salgılar. Çalışmalar, anormal desidualizasyonun embriyo implantasyon başarısızlığının temel nedenlerinden biri olduğunu göstermiştir, ancak anormal desidualizasyonun nedeni hala belirsizdir ve daha fazla aydınlatılması gerekmektedir 1,14.
Fare yapay desidualizasyon modeli, desidualizasyonun altında yatan fizyolojik süreci ve moleküler mekanizmaları incelemek için gereklidir. Yapay desidualizasyon (AD) esas olarak hamileliği veya adet döngüsünü simüle etmek için yapay yöntemlerle kurulan endometrial desidualizasyon sürecini ifade eder. Morfoloji açısından, gebelik desidualizasyonu ile yapay desidualizasyon arasında genel olarak çok az fark vardır15,16. Rahim bezleri desidua oluşmadan önce endometriyumda bulunur ve desidualizasyondan sonra kaybolur. Gen ekspresyonu ile ilgili olarak, doğal gebelik desidualizasyonu (NPD) ile AD15 arasında sadece küçük bir fark tespit edilmiştir. Sonuç olarak, farelerdeki yapay desidualizasyon modeli, bilinmeyen patogenezi ve insan üreme hastalıklarının yeni tedavisini araştırmak için gebelik desidualizasyonunu simüle edebilir.
NPD, AD ve in vitro desidualizasyon (IVD), fare desidualizasyonunu elde etmek için üç yöntemdir. NPD modeli doğal gebeliğe bağlıdır ve embriyoların etkileri de dahil olmak üzere maternal fizyolojik duruma en yakın olanıdır. İmplantasyon ve implantasyon dışı bölgeler arasındaki farkları karşılaştırmak, desidualizasyonu incelemek için daha fizyolojik ve uygun bir yaklaşımdır. AD modeli, embriyoların etkisinden kaçınmak için vazektomize erkeklerle çiftleştirilmiş sahte hamile bir dişi farede desidualizasyonu indüklemek için uyarıcı olarak intrauterin susam yağı enjeksiyonu kullanılarak geliştirilmiştir. Hem NPD hem de AD modelleri farklı araştırma amaçlarında önemli roller oynar, ancak çiftleşme başarısızlığından ve maternal hormon metabolizmasının farklı aktivitelerinin neden olduğu grup içi farklılıklardan kaçınamazlar. IVD, östrojen ve progesteronun kombine tedavisine hücresel düzeyde bağlı, daha sıkı deneysel koşullar ve ameliyat yeteneği gerektiren bir yöntemdir. Bununla birlikte, in vitro model, fizyolojik koşullar altında desidual yanıtı tam olarak simüle edemez15. Bu nedenle, endojen hormonların desidualizasyon üzerindeki etkisini azaltmak için geleneksel AD’den modifiye edilmiş basit ve geliştirilmiş bir indüksiyon yöntemi öneriyoruz. Desidualizasyon indüksiyonunun başarısını sağlamaya dayanarak, fizyolojik duruma daha yakındır ve embriyo faktörlerini dışlaması gereken deneyler için daha uygundur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Farelerde desidualizasyon, insanlardan farklı olan embriyoların varlığına bağlı olarak kendiliğinden bir süreçtir. Bununla birlikte, cam boncukların uterus enjeksiyonu ve uterus yırtılması gibi yapay stimülasyonun, embriyolar yerine endometriyumun desidualizasyonuna neden olabileceği bulunmuştur. Ek olarak, araştırmacılar, steroid hormonlarının, prostaglandinlerin ve büyüme inhibitör faktörlerin uterus boşluğuna enjekte edilmesi gibi birçok faktörün desidual indükleyebileceğini veya desid…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82001629, XQS), Jiangsu Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı Gençlik Programı (BK20200116, XQS) ve Jiangsu Eyaleti Doktora Sonrası Araştırma Fonu’ndan (2021K277B, XQS) destek almak istemektedir.
Materials
| Estrogen | Sigma | E2758 | Hormone supplement |
| Progesterone | Sigma | P0130 | Hormone supplement |
| Sesame oil | Sigma | S3547 | Hormone supplement |
| Sodium pentobarbital | Dainippon Sumitomo Pharma Co.,Ltd. | Anaesthesia | |
| Meloxicam injection | Qilu Animal Health Products Co., Ltd | Analgesia | |
| Alkaline phophatase stain kit(kaplow's/azo coupling method) | Solarbio | G1480 | Alkaline phophatase stain |
| Eosin | Servicebio | G1005-2 | HE stain |
| Hematoxylin | Servicebio | G1005-1 | HE stain |
| ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711-02 | qPCR |
| 70% ethanol | Lircon | ZH1120090 | Disinfect |
| Iodophor | Runzekang | RZK-DF | Disinfect |
| Erythromycin Eye Ointment | Guangzhou Baiyunshan | Mice eyeball protect | |
| 4-0 suture | Ethicon | W329 | Incision suture |
| 10% formalin | Yulu | L25010118 | Tissue fix |
| Optimal cutting temperature compound | Sakura | 4583 | Ssection |
| Trizol reagent | Ambion | 15596018 | qPCR |
References
- Carson, S. A., Kallen, A. N. Diagnosis and management of infertility: A review. JAMA. 326 (1), 65-76 (2021).
- Yatsenko, S. A., Rajkovic, A. Genetics of human female infertility dagger. Biology of Reproduction. 101 (3), 549-566 (2019).
- Sang, Y., Li, Y., Xu, L., Li, D., Du, M. Regulatory mechanisms of endometrial decidualization and pregnancy-related diseases. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 52 (2), 105-115 (2020).
- Ng, S. W., et al. Endometrial decidualization: The primary driver of pregnancy health. International Journal of Molecular Sciences. 21 (11), 4092 (2020).
- Birgit, G., Brosens, J. J. Cyclic decidualization of the human endometrium in reproductive health and failure. Endocrine Reviews. 35 (6), 851-905 (2014).
- Owusu-Akyaw, A., Krishnamoorthy, K., Goldsmith, L. T., Morelli, S. S. The role of mesenchymal-epithelial transition in endometrial function. Human Reproduction Update. 25 (1), 114-133 (2019).
- Paulson, E. E., Comizzoli, P. Endometrial receptivity and embryo implantation in carnivores-commonalities and differences with other mammalian species. Biology of Reproduction. 104 (4), 771-783 (2021).
- Kelleher, A. M., Milano-Foster, J., Behura, S. K., Spencer, T. E. Uterine glands coordinate on-time embryo implantation and impact endometrial decidualization for pregnancy success. Nature Communications. 9 (1), 2435 (2018).
- Tian, J., et al. Attenuated monoamine oxidase a impairs endometrial receptivity in women with adenomyosis via downregulation of FOXO1dagger. Biology of Reproduction. 105 (6), 1443-1457 (2021).
- Large, M. J., DeMayo, F. J. The regulation of embryo implantation and endometrial decidualization by progesterone receptor signaling. Molecular and Cellular Endocrinology. 358 (2), 155-165 (2012).
- Dunn, C. L., Kelly, R. W., Critchley, H. O. Decidualization of the human endometrial stromal cell: an enigmatic transformation. Reproductive BioMedicine Online. 7 (2), 151-161 (2003).
- Zhu, H., Hou, C. C., Luo, L. F., Hu, Y. J., Yang, W. X. Endometrial stromal cells and decidualized stromal cells: Origins, transformation and functions. Gene. 551 (1), 1-14 (2014).
- Jose, R. M., et al. Endometrial and decidual stromal precursors show a different decidualization capacity. Reproduction. 160 (1), 83-91 (2020).
- Pan-Castillo, B., et al. Morphophysical dynamics of human endometrial cells during decidualization. Nanomedicine. 14 (7), 2235-2245 (2018).
- Wang, C., et al. Comparative analysis of mouse decidualization models at the molecular level. Genes. 11 (8), 935 (2020).
- De Clercq, K., Hennes, A., Vriens, J. Isolation of mouse endometrial epithelial and stromal cells for in vitro decidualization. Journal of Visualized Experiments. (121), e55168 (2017).
- Kerger, H., et al. Microvascular oxygen delivery and interstitial oxygenation during sodium pentobarbital anesthesia. Anesthesiology. 86 (2), 372-386 (1997).
- Filant, J., Spencer, T. E. Endometrial glands are essential for blastocyst implantation and decidualization in the mouse uterus. Biology of Reproduction. 88 (4), 93 (2013).
- Sheng, X., et al. The mitochondrial protease LONP1 maintains oocyte development and survival by suppressing nuclear translocation of AIFM1 in mammals. EBioMedicine. 75, 103790 (2022).
- Grogg, E., Pearse, A. G. Coupling azo dye methods for histochemical demonstration of alkaline phosphatase. Nature. 170 (4327), 578-579 (1952).
- Labarta, E., et al. Analysis of serum and endometrial progesterone in determining endometrial receptivity. Human Reproduction. 36 (11), 2861-2870 (2021).
