توليد نموذج إزالة الترسيب الاصطناعي للفأر مع استئصال المبيض لأبحاث إزالة ترسبات بطانة الرحم
Summary
هنا ، نصف طريقة توليد نموذج إزالة الترسبات الاصطناعي باستخدام الفأر المبيض ، وهي تجربة كلاسيكية لإزالة ترسبات بطانة الرحم في مجال أبحاث إزالة ترسبات بطانة الرحم.
Abstract
إزالة بطانة الرحم هي عملية تمايز فريدة من نوعها في بطانة الرحم ، ترتبط ارتباطا وثيقا بالحيض والحمل. يؤدي ضعف إزالة الترسبات إلى اضطرابات بطانة الرحم المختلفة ، مثل العقم والإجهاض المتكرر والولادة المبكرة. كان تطوير واستخدام نموذج إزالة بطانة الرحم في الدراسات الإنجابية من أبرز ما يميز الباحثين الإنجابيين لفترة طويلة. تم استخدام الفأر على نطاق واسع في دراسة التكاثر وإزالة الترسيبات. هناك ثلاثة نماذج راسخة للفأر فيما يتعلق بإزالة الترسبات ، وهي إزالة الترسبات الطبيعية للحمل (NPD) ، وإزالة الترسبات الاصطناعية (AD) ، وإزالة الترسبات في المختبر (IVD). من بينها ، يعتبر AD نموذجا موثوقا به لإزالة الفأر ، وهو سهل التنفيذ وقريب من NPD. يركز هذا البحث على طريقة معدلة لعملية توليد وتطبيق نموذج إزالة الترسيب الاصطناعي للفأر مع استئصال المبيض لتجنب تأثيرات المبيض ، والتي يمكن أن تحصل على نتائج قابلة للتكرار بدرجة كبيرة مع اختلافات صغيرة داخل المجموعة. توفر هذه الطريقة نموذجا حيوانيا جيدا وموثوقا به لدراسة إزالة بطانة الرحم.
Introduction
مع تطور التكنولوجيا الإنجابية بمساعدة الإنسان ، وصل معدل الحمل السريري الحالي لنقل الأجنة في المختبر (IVF-ET) إلى أو حتى تجاوز معدل الحمل الطبيعي. على الرغم من ذلك ، لا يزال العديد من المرضى في الممارسة السريرية للمساعدة على الإنجاب يخضعون لعمليات نقل أجنة متعددة لكنهم يفشلون في تحقيق الحمل على النحو المطلوب. ومع ذلك ، لا تزال آليته الجزيئية المحددة غير واضحة ، لذا فإن التدخل السريري غير فعال ، وهو أحد التحديات الكبيرة التي تواجه الطب التناسلي 1,2.
تمثل عوامل بطانة الرحم حوالي ثلثي أسباب فشل التلقيح الاصطناعي3. ينقسم زرع الجنين البشري إلى ثلاث مراحل: تحديد المواقع والالتصاق والغزو4،5،6. يخضع بطانة الرحم للأم لسلسلة من التغييرات لتلبية وصول الجنين. يوفر تشكيل “فترة نافذة” الزرع ظروفا مواتية لزرع الجنين 7,8.
في معظم الثدييات ، بعد التصاق الكيسة الأريمية بالظهارة اللمعية للرحم ، تبدأ الخلايا اللحمية المحيطة بالكيس الأريمي في التكاثر والتمايز بسرعة ، وتغير إعادة التشكيل السريعة للحمة المتوسطة شكلها ووظيفتها ، مما يؤدي إلى زرع الجنين5،9،10. تسمح الزيادة السريعة في حجم الموقع ووزنه للكيسة الأريمية بأن تصبح جزءا لا يتجزأ من سدى الرحم ، وهي عملية تعرف باسم إزالة الترسبات11. تتمايز سدى بطانة الرحم وتعيد تشكيلها استعدادا للحمل ، بينما يوفر انتقال الخلايا اللحمية مساحة ووصلات إشارات جديدة للخلايا النفضية لأداء وظائفها12,13. تتحول الخلايا اللحمية إلى خلايا نفضية وتفرز العديد من العوامل المميزة مثل البرولاكتين (PRL) والبروتين المرتبط بعامل النمو الشبيه بالأنسولين 1 (Igfbp1) وما إلى ذلك. أظهرت الدراسات أن إزالة الترسبات غير الطبيعية هي أحد الأسباب الرئيسية لفشل زرع الجنين ، لكن سبب إزالة الترسبات غير الطبيعية لا يزال غير واضح ويحتاج إلى مزيد من التوضيح1،14.
يعد نموذج إزالة الترسيب الاصطناعي للفأر ضروريا لدراسة العملية الفسيولوجية والآليات الجزيئية الكامنة وراء إزالة الترسيب. يشير نزع الترسبات الاصطناعي (AD) بشكل أساسي إلى عملية إزالة بطانة الرحم التي أنشأتها طرق اصطناعية لمحاكاة الحمل أو الدورة الشهرية. من حيث التشكل ، هناك فرق عام بسيط بين إزالة الترسبات أثناء الحمل وإزالة الترسبات الاصطناعية15,16. توجد الغدد الرحمية في بطانة الرحم قبل شكل decidua وتختفي بعد إزالة الترسبات. فيما يتعلق بالتعبير الجيني ، يتم تحديد اختلاف طفيف فقط بين إزالة الحمل الطبيعي (NPD) و AD15. وبالتالي ، يمكن لنموذج إزالة الترسبات الاصطناعي في الفئران محاكاة إزالة الترسبات أثناء الحمل لاستكشاف التسبب غير المعروف والعلاج الجديد للأمراض التناسلية البشرية.
NPD و AD و decidualization في المختبر (IVD) هي ثلاث طرق لتحقيق إزالة الترسبات من الماوس. يعتمد نموذج NPD على الحمل الطبيعي وهو الأقرب إلى الحالة الفسيولوجية للأم ، بما في ذلك تأثيرات الأجنة. تعد مقارنة الاختلافات بين مواقع الزرع وغير المزروعة طريقة فسيولوجية ومريحة أكثر لدراسة إزالة الترسيب. تم تطوير نموذج مرض الزهايمر باستخدام حقن زيت السمسم داخل الرحم كمنشط للحث على إزالة الترسبات في أنثى فأر حامل كاذبة تتزاوج مع ذكور تم قطع القناة المنوية لتجنب تأثير الأجنة. يلعب كل من نماذج NPD و AD أدوارا أساسية في أغراض بحثية مختلفة ، لكنهما لا يستطيعان تجنب فشل التزاوج والاختلافات داخل المجموعة الناتجة عن الأنشطة المختلفة لعملية التمثيل الغذائي لهرمون الأم. IVD هي طريقة تعتمد على علاج هرمون الاستروجين والبروجستيرون مجتمعين على المستوى الخلوي ، الأمر الذي يتطلب ظروفا تجريبية أكثر صرامة وقدرة تشغيلية. ومع ذلك ، لا يمكن للنموذج في المختبر محاكاة الاستجابة العشرية بشكل كامل في ظل الظروف الفسيولوجية15. لذلك ، نقترح طريقة تحريض بسيطة ومحسنة معدلة من مرض الزهايمر التقليدي لتقليل تأثير الهرمونات الداخلية على إزالة الترسيب. بناء على ضمان نجاح تحريض إزالة الترسبات ، فهو أقرب إلى الحالة الفسيولوجية وأكثر ملاءمة للتجارب التي تحتاج إلى استبعاد عوامل الجنين.
Protocol
Representative Results
Discussion
إزالة الترسبات في الفئران هي عملية عفوية تعتمد على وجود الأجنة ، والتي تختلف عن البشر. ومع ذلك ، فقد وجد أن التحفيز الاصطناعي مثل حقن الرحم من الخرز الزجاجي وتمزق الرحم يمكن أن يؤدي إلى إزالة بطانة الرحم بدلا من الأجنة. بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون أن العديد من العوامل يمكن أن تحفز العشر?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يرغب المؤلفون في الاعتراف بالدعم المقدم من المؤسسة الوطنية لعلوم الطبيعة في الصين (82001629 ، XQS) ، وبرنامج الشباب لمؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة جيانغسو (BK20200116 ، XQS) ، وتمويل أبحاث ما بعد الدكتوراه في مقاطعة جيانغسو (2021K277B ، XQS).
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).
