Summary

לבידוד של תאי סטרומה רירית הרחם אדם במבחנה Decidualization

Published: September 01, 2018
doi:

Summary

מחקר זה מציג שגרה מאומת וממוטב עבור הבידוד של התרבות האנושית תאי סטרומה רירית הרחם לנהל במבחנה decidualization assay. יתרה מזאת, מחקר זה מספק שיטה מפורט ביעילות תמונות ציפורים גנים ספציפיים באמצעות siRNAs בתאי סטרומה רירית הרחם אדם.

Abstract

הבידול של רירית הרחם סטרומה תאים אנושיים (HESC) ממראה כמו פיברובלסט. לתוך רותמי הפרשה היא שינוי נדרש השרשת לתוך הרחם רירית רחם אימהי. Decidualization לא תקין נוצרה כמו שורש לבעיה כשל השרשה, הבאים הפלה העובר מוקדם. לכן, להבין את המנגנונים המולקולריים שבבסיס decidualization הוא יתרון בשיפור שיעור לידות מוצלחות. In vivo המבוסס על מחקרים של decidualization מלאכותיים הם הגבלת לעיתים קרובות עקב דילמות אתיות המשויך מחקר אנושי, כמו גם הסיבוכים translational בתוך חייתיים. כתוצאה מכך, במבחנה מבחני דרך התרבות התא הראשי מנוצלים לעיתים קרובות כדי לחקור את האפנון של decidualization באמצעות הורמונים. מחקר זה מספק נוהל מפורט בידודו של HESC ו- decidualization מלאכותיים עוקבות באמצעות תוספת של הורמונים למדיום culturing. עוד יותר, מחקר זה מספק שיטה מעוצב היטב נוקאאוט בכל הגן עניין על-ידי ניצול siRNA מבוססי השומנים transfections. פרוטוקול זה מאפשר אופטימיזציה של טוהר התרבות, כמו גם התשואה מוצר, ובכך למקסם את היכולת לנצל את המודל הזה בתור שיטה אמינה כדי להבין את המנגנונים המולקולריים שבבסיס decidualization, כימות עוקבות של סוכנים מופרשים על-ידי decidualized תאי סטרומה רירית הרחם.

Introduction

בין השלבים של הוסת, גיל המעבר, נשים בגיל הפריון לעבור מחזורים חודשיים של הורמון מוסדר התפשטות רירית הרחם, בידול, ושפך הבאים לקראת הריון בתהליך המכונה הווסת1 ,2. ושינויים פיזיים אלו של רירית הרחם האדם נחוצים להשתלת עובר תקין לתוך הרחם1. שינויים של רירית הרחם, כולל עיבודים מורפולוגי וביוכימי, הן מתווכת לאורך המחזור החודשי באמצעות הורמונים סטרואידים השחלות אסטרוגן ופרוגסטרון (P4)3,4,5. במסגרת שלב המקדימות (או הזקיקים), רמות אסטרוגן preovulatory עלייה, ייזום עיבוי רירית הרחם. בעקבות ביוץ, השלב הפרשה (או luteal) מקדמת לעלייה משמעותית בריכוז P4, גרימת שינוי מורפולוגי תאי סטרומה רירית הרחם (ESC) של פיברובלסט דמוי מראה מעוגל, תאי אפיתל דמויי decidual בתהליך המכונה decidualization4,6. Decidualization לא תקין נוצרה כמו שורש לבעיה עבור ההשתלה כשל ו עוקבות בתחילת העובר הפלה4,7,8. לכן, להבין את המנגנונים המולקולריים שבבסיס decidualization הוא יתרון באבחון וטיפול של אובדן הריון מוקדם.

כיום, מספר מתודולוגיות מנוצלים כדי לחקור את ההשפעות הבסיסית של decidualization על תאי סטרומה רירית הרחם. In vivo, הרחם העכבר יכולה להיגרם באופן מלאכותי על decidualization באמצעות גירוי מכני (קרי,מגרד) או שמן ההזרקה הרחם הורמונאלית להתקפת9. נבדל בני אדם, גירוי מלאכותי זה מקדם את הבידול של לומן הרחם על ידי מתן את המראה של הבלסטוציסט נוכחות, צעד זה נדרש עבור אתחול של decidualization מכרסמים10,11. בהתאם לכך, עקב סיבוכים translational הקשורים בבעלי חיים של דילמות סביב ויוו המבוסס על מחקרים בבני אדם, decidualization מבוסס מודלים ביותר בהצלחה נלמדים במבחנה.

במחקר זה, נושאים מגויסים דרך המיקום של פרסומות בעיתונים מקומיים בשתי באנגלית ובספרדית. נושאים מזוהה מועמדים מתאימים למחקר זה מובאים להיפגש עם מתאם מחקר, שבו מתוארים על גילוי מלא של סיכונים פוטנציאליים. אישור ההזמנה הבנה מלאה של הסיכונים הפוטנציאליים, מושגת ההסכמה של הנבדקים בצורות בכתב ומילולית. נושא הסכמה כוללת רשות (1) עוברים דם ורידי אחסון (2) לטווח ארוך של הרקמות שלהם למטרות מחקר עתידי, (3) מסכים ליצירתו של תרבויות העיקרי של דגימות רקמה שנאספו. בעקבות הסכמה, נותנים לנסיינים טופס כדי להשלים איזו self-identification המותר של גזע/מוצא אתני ו/או הזכות של סודיות. ביקור עוקבות מתוזמנת כדי להשיג את הביופסיה רירית הרחם בהתבסס על המחזור החודשי של הנושא. מתנדבים מגויס מחקר זה לשקף שני אתנית וגזעית דמוגרפיים של אזור המטרופולין סנט לואיס כפי שתועדו בידי מפקד 2012 ו לא היה כרוך ההשתתפות של כל אוכלוסיה פגיעה כולל נשים בהריון, העוברים, עוברי, ילדים מתחת לגיל 18 שנים של גיל או קבוצות פגיעות אחרות. דרישות הכשירות להשתתפות האוסף דגימת ביופסיה כוללים (1) להיות בין הגילאים 18-45 שנים (2) שיש מווסת סדירה (25-32 ימים) (3) לאחר ההריון הנוכחי וללא שימוש באמצעי מניעה הורמונליים/תוך רחמי ההתקן 30 ימים לפני ההרשמה (4) אין זיהום נרתיקי הנוכחי או מחלות המועברות במגע מיני (5) נתקל אין טיפולים אנטיביוטיים הנוכחי, ו (6) נתקל אין פאפ חריגות הנוכחי.

במסגרת מחקר זה, תאי סטרומה רירית הרחם (HESC) אדם תרבותי, המושרה באופן מלאכותי לעבור במבחנה decidualization דרך תוספת של הורמונים (אסטרדיול (E2) medroxyprogesterone אצטט (MPA), אדנוזין מחזורית monophosphate (מחנה)) למדיום. בשיטה זו, היא מידת decidualization שונה בהתבסס על המספר הכולל של ימים של טיפול הורמונלי. יחד עם התמורות cytoskeletal, תוספי ההורמונלי גורם עיבודים ביוכימי שבו התאים decidual לחוות הפרשה כמו איכויות2,4. הביטוי של גנים הולמרק, פרולקטין (PRL) ו פקטורי גדילה דמויי אינסולין מחייב חלבון 1 (IGFBP1), יכול להיות מנוצל כדי לאשר ולכמת את מידת HESC decidualization5,12, 13 , 14. חשוב, הכדאיות של פרוטוקול זה לנהל גנים ספציפיים נוקאאוט גם הוכח.

Protocol

כל ביופסיות רירית הרחם האנושי שנאספו במחקר זה פיקחו את אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, המחלקה למיילדות, גינקולוגיה באמצעות לוח סקירה מוסדיים (IRB) אישור טופס הסכמה בכתב. 1. הכנה להכין 500 מ של 1 x מאוזנת מלח פתרון (HBSS של האנק) על-ידי הוספת פניצילין U/mL 100 100 סטרפטומיצין µg/mL הבק…

Representative Results

Decidualization בתרבות HESC בעקבות בידוד, תאי סטרומה רירית הרחם אדם היו בתרבית היווצרות חד שכבתי עם 80-90% confluency, שנגזרות עבור במבחנה decidualization בטיפול עם 10 ננומטר E2 1 מיקרומטר MPA, מחנה 50 מיקרומטר (EPC). משמרות מורפולוגי המשויך במבחנה decidu…

Discussion

המחזור החודשי הרבייה הנשי מאופיין על ידי עלייה ברמות הפרוגסטרון לאורך כל שלב luteal, ובכך גרימת את decidualization של ESC לתוך תאים הפרשה עגול, אפיתל דמויי3,8. אתחול של decidualization הוא מין התלויים. בבני אדם, decidualization מתרחשת באופן ספונטני על עליית ריכוז הפרוגסטרון, ואילו עכבר?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים אין לחשוף.

Materials

Opti-MEM I (1X) Reduced Serum Medium Gibco 31985-070 For decidualization media
DMEM / F12 (1:1) (1X) Gibco 11330-032
Trypan Blue Stain (0.4%) Gibco 15250-061 For cell count
PureLink RNA Mini Kit Invitrogen 12183018A For RNA Isolation/Purification
TaqMan 2X Universal PCR Master Mix Applied Biosystems 4304437
High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit Applied Biosystems 4374967
Eukaryotic 18S rRNA Endogenous Control Life Technologies 4319413E For qPCR internal control
TaqMan Gene Expression Assay Prolactin Probe Applied Biosystems 4331182 For qPCR internal control
TaqMan Gene Expression Assay IGFBP1 Probe Applied Biosystems 4331182 For qPCR internal control
Phalloidin-iFluor 488 Reagent – CytoPainter Abcam ab176753
Human Prolactin ELISA Kit Invitrogen EHIAPRL
16% Paraformaldehyde Alfa Aesar 30525-89-4 Fixative
Lipofectamine RNAiMAX Invitrogen 13778150 Transfection Reagent
ProLong Gold antifade reagent with DAPI Invitrogen P36935 For mounting
0.25% Trypsin-EDTA (1X) Gibco 25200-056
Penicillin Streptomycin Gibco 15140-122
Charcoal Stripped Fetal Bovine Serum Sigma F6765-500ML
Sodium Bicarbonate (7.5%) Gibco 25080-094
Ficoll-Paque PLUS Reagent Fisher Scientific 45001749
Collagenase from Clostridium histolyticum Sigma C0130-1G
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas Sigma DN25-100MG
Medroxyprogesterone 17-acetate Sigma M1629-1G For EPC Media
Estradiol Sigma E1024-1G For EPC Media
cAMP Sigma A6885-100MG For EPC Media
Fine straight stitch scissors Fine Science Tools 15396-00
TaqMan Gene Expression Assay NCOA2 Probe Applied Biosystems 4351372
Fetal Bovine Serum, heat inactivated Gibco 10-082-147
Antibiotic-antimycotic Thermo Scientific 15240062
Hank’s Balanced Salt Solution  Corning 21-021-cv
50 mL conical polypropylene Falcon tube Corning 352098
Dumont #5/45 Forceps Fine Science Tools 11251-35
100 x 15 mm Glass Petri dish VWR 75845-546
40 micron cell strainer Midsci 229481
Isotemp 215 Water bath Fisher Scientific FS-215
LSE Centrifuge  Corning 6755
Human NCOA2 siRNA  Dharmacon L-020159-00 Gene specific qPCR probe
Steri-cycle i160 CO2 Incubator  Thermo Scientific 51030301
NanoDrop 2000 Thermo Scientific ND-2000 For RNA quantification
Phosphate Buffered Saline  Fisher Scientific 50146771
75 cm Canted Neck Cell Culture flask Corning 430641U
6 well Non-Pyrogenic Cell Culture Plate Corning 3506
Pipet Controller Ultra Corning 4099
Photoshop Adobe 19.0.1.334
25 cm Canted Neck Cell Culture flask Corning 7200876
Triton X-100 Sigma X100-1L
15 mL conical polypropylene Falcon tube Corning 352099
10 mL Syringe BD 302995
1300 Series A2 Biological Safety Hood Thermo Scientific 1377
accuspin Micro17 centrifuge Fisher Scientific 13100675
7500 Fast real time PCR system Applied Biosystems 3052632
EVOS FL Immunofluorescence Microscope Life Technologies 01414-155G-291
Leica Inverted Light Microscope Leica DMi1
Illrustrator Adobe 22.0.1.253
Excel Spreadsheets Microsoft 2016
Deckglaser 18 mm cover glasses NeuVitro GG-18
Reichert Bright-Line Hemacytometer Sigma Z359629-1EA
2-mercaptoethanol Fisher Bioreagents BP176-100 For RNA lysis buffer
1.2mL External Threaded Polypropylene Cryogenic Vial Corning 430658 For freezing HESC cells 
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Sigma D2650-100mL For freezing media

References

  1. Maruyama, T., Yoshimura, Y. Molecular and cellular mechanisms for differentiation and regeneration of the uterine endometrium. Endocrine Journal. 55, 795-810 (2008).
  2. Yu, J., et al. Endometrial Stromal Decidualization Responds Reversibly to Hormone Stimulation and Withdrawal. Endocrinology. 157, 2432-2446 (2016).
  3. Ahn, J. I., et al. cAMP-Response Element-Binding 3-Like Protein 1 (CREB3L1) is Required for Decidualization and its Expression is Decreased in Women with Endometriosis. Current Molecular Medicine. 16, 276-287 (2016).
  4. Gellersen, B., Brosens, J. J. Cyclic decidualization of the human endometrium in reproductive health and failure. Endocrine Reviews. 35, 851-905 (2014).
  5. Telgmann, R., Gellersen, B. Marker genes of decidualization: activation of the decidual prolactin gene. Human Reproduction Update. 4, 472-479 (1998).
  6. Camden, A. J., et al. Growth regulation by estrogen in breast cancer 1 (GREB1) is a novel progesterone-responsive gene required for human endometrial stromal decidualization. Molecular Human Reproduction. 23, 646-653 (2017).
  7. Kommagani, R., et al. The Promyelocytic Leukemia Zinc Finger Transcription Factor Is Critical for Human Endometrial Stromal Cell Decidualization. PLoS Genetics. 12, e1005937 (2016).
  8. Large, M. J., DeMayo, F. J. The regulation of embryo implantation and endometrial decidualization by progesterone receptor signaling. Molecular and Cellular Endocrinology. 358, 155-165 (2012).
  9. Zhang, X. H., et al. The mesenchymal-epithelial transition during in vitro decidualization. Reproductive Sciences. 20, 354-360 (2013).
  10. Kommagani, R., et al. Acceleration of the glycolytic flux by steroid receptor coactivator-2 is essential for endometrial decidualization. PLoS Genetics. 9, e1003900 (2013).
  11. Ramathal, C. Y., Bagchi, I. C., Taylor, R. N., Bagchi, M. K. Endometrial decidualization: of mice and men. Seminars in Reproductive Medicine. 28, 17-26 (2010).
  12. Tamura, I., et al. Novel Function of a Transcription Factor WT1 in Regulating Decidualization in Human Endometrial Stromal Cells and Its Molecular Mechanism. Endocrinology. 158, 3696-3707 (2017).
  13. Vinketova, K., Mourdjeva, M., Oreshkova, T. Human Decidual Stromal Cells as a Component of the Implantation Niche and a Modulator of Maternal Immunity. Journal of Pregnancy. , 8689436 (2016).
  14. Wu, D., et al. Chronic endometritis modifies decidualization in human endometrial stromal cells. Reproductive Biology and Endocrinology. 15, 16 (2017).
  15. Garcia-Elias, A., et al. Defining quantification methods and optimizing protocols for microarray hybridization of circulating microRNAs. Scientific Reports. 7, 7725 (2017).
  16. Brosens, J. J., et al. Human endometrial fibroblasts immortalized by simian virus 40 large T antigen differentiate in response to a decidualization stimulus. Endocrinology. 137, 2225-2231 (1996).
  17. Koukouritaki, S. B., Margioris, A. N., Gravanis, A., Hartig, R., Stournaras, C. Dexamethasone induces rapid actin assembly in human endometrial cells without affecting its synthesis. Journal of Cellular Biochemistry. 65, 492-500 (1997).

Play Video

Cite This Article
Michalski, S. A., Chadchan, S. B., Jungheim, E. S., Kommagani, R. Isolation of Human Endometrial Stromal Cells for In Vitro Decidualization. J. Vis. Exp. (139), e57684, doi:10.3791/57684 (2018).

View Video