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胚胎植入是妊娠成功的关键步骤,也是进行生殖调控的理想环节。尽管人工授精和胚胎移植技术在畜牧业生产实践中已被广泛应用,但是妊娠率依然不理想,其中一个重要原因是子宫内膜容受性缺陷导致胚胎着床失败,因此如何提高妊娠成功率已成为辅助生殖技术应用中的主要问题。子宫内膜的容受能力和胚胎与母体的相互作用是成功植入的决定因素。除了类固醇激素起主导地位外,着床窗口期子宫内膜存在特异基因簇的表达以及一系列信号转导通路的交联作用,进而推动胚胎植入以及后继的蜕膜化过程,但其确切的分子机制仍不是十分清楚。
长链非编码RNA(LncRNA)在生殖领域中的作用近些年已有报道,如精子发生、卵母细胞和胚胎发育、卵泡发育和排卵以及胎盘形成等。本实验室前期测序结果表明,与妊娠第4d的小鼠子宫组织相比,LncRNAHand2os1/Uph在妊娠第6d和第8d的蜕膜组织中显著高表达。Hand2os1位于Hand2(heart and neural crest derivatives-expressed transcript 2)反义链上,而Hand2作为P4下游重要的转录因子在小鼠胚胎植入过程中发挥关键作用。因此,本论文在上述研究的基础上,通过构建早期妊娠、假孕和人工诱导蜕膜化模型,利用RNAscope和RT-qPCR技术,探讨LncRNAHand2os1在小鼠子宫内膜蜕膜化过程中的表达、调节与生物学功能;利用体外激素处理模型,明确E2、P4对Hand2os1的调控效应;通过Hand2os1过表达和siRNA,分析其对体外蜕膜化影响;进一步通过建立小鼠PMSG/hCG诱导的黄体形成与退化模型、正常妊娠模型、发情和周期黄体模型,分析Hand2os1在小鼠黄体生成与退化过程中的表达规律,以期阐明Hand2os1在蜕膜化过程中的生物学功能,为揭示Hand2os1调控小鼠胚胎植入的分子机制奠定基础。获得主要研究结果如下:
(1)Hand2os1特异性表达于小鼠妊娠第2-5d子宫内膜基质细胞中,在腔上皮或腺上皮细胞中均未检测到Hand2os1阳性表达;随蜕膜化进程,Hand2os1表达水平显著增加,且在妊娠第6-8dHand2os1主要定位于蜕膜细胞的细胞核中;
(2)人工诱导蜕膜化和假孕模型结果表明,Hand2os1在人工诱导蜕膜化细胞中高表达,且Hand2os1在基质细胞和蜕膜化细胞中的表达并不依赖于胚胎的存在;
(3)激素处理模型和体外试验进一步证实,P4可以显著促进基质细胞中Hand2os1表达水平,且在P4皮下注射后3h作用最为显著,RU486可以显著降低P4对Hand2os1表达的上调作用;而E2对Hand2os1的表达没有调节作用,且对P4调控Hand2os1作用无拮抗性。
(4)在基质细胞体外蜕膜化过程中,siRNA干扰Hand2os1表达显著降低了蜕膜化标志基因Prl8c2和Prl3c1mRNA水平;过表达Hand2os1显著增加Prl8c2和Prl3c1mRNA表达水平,但对Hand2的表达均无显著影响;
(5)在PMSG/hCG诱导的21d小鼠黄体形成和退化模型中,未检测到Hand2os1阳性表达;在发情周期卵巢中,Hand2os1特异定位于发情前期和发情期的黄体细胞中,且在发情期黄体细胞中的表达水平高于发情前期;在妊娠期黄体细胞中,Hand2os1在妊娠第4d和第18d时显著高表达;分娩后,随着黄体退化Hand2os1表达水平显著降低。
综上所述,Hand2os1特异定位于小鼠子宫内膜基质细胞和蜕膜化细胞中,Hand2os1通过调控蜕膜化标志基因Prl8c2和Prl3c1的表达在蜕膜化过程中发挥作用;Hand2os1表达主要受P4调控且呈PR通路依赖性关系。另外,Hand2os1表达于周期黄体和妊娠黄体细胞中,预示着Hand2os1在小鼠妊娠建立和维持过程中发挥重要功能。
长链非编码RNA(LncRNA)在生殖领域中的作用近些年已有报道,如精子发生、卵母细胞和胚胎发育、卵泡发育和排卵以及胎盘形成等。本实验室前期测序结果表明,与妊娠第4d的小鼠子宫组织相比,LncRNAHand2os1/Uph在妊娠第6d和第8d的蜕膜组织中显著高表达。Hand2os1位于Hand2(heart and neural crest derivatives-expressed transcript 2)反义链上,而Hand2作为P4下游重要的转录因子在小鼠胚胎植入过程中发挥关键作用。因此,本论文在上述研究的基础上,通过构建早期妊娠、假孕和人工诱导蜕膜化模型,利用RNAscope和RT-qPCR技术,探讨LncRNAHand2os1在小鼠子宫内膜蜕膜化过程中的表达、调节与生物学功能;利用体外激素处理模型,明确E2、P4对Hand2os1的调控效应;通过Hand2os1过表达和siRNA,分析其对体外蜕膜化影响;进一步通过建立小鼠PMSG/hCG诱导的黄体形成与退化模型、正常妊娠模型、发情和周期黄体模型,分析Hand2os1在小鼠黄体生成与退化过程中的表达规律,以期阐明Hand2os1在蜕膜化过程中的生物学功能,为揭示Hand2os1调控小鼠胚胎植入的分子机制奠定基础。获得主要研究结果如下:
(1)Hand2os1特异性表达于小鼠妊娠第2-5d子宫内膜基质细胞中,在腔上皮或腺上皮细胞中均未检测到Hand2os1阳性表达;随蜕膜化进程,Hand2os1表达水平显著增加,且在妊娠第6-8dHand2os1主要定位于蜕膜细胞的细胞核中;
(2)人工诱导蜕膜化和假孕模型结果表明,Hand2os1在人工诱导蜕膜化细胞中高表达,且Hand2os1在基质细胞和蜕膜化细胞中的表达并不依赖于胚胎的存在;
(3)激素处理模型和体外试验进一步证实,P4可以显著促进基质细胞中Hand2os1表达水平,且在P4皮下注射后3h作用最为显著,RU486可以显著降低P4对Hand2os1表达的上调作用;而E2对Hand2os1的表达没有调节作用,且对P4调控Hand2os1作用无拮抗性。
(4)在基质细胞体外蜕膜化过程中,siRNA干扰Hand2os1表达显著降低了蜕膜化标志基因Prl8c2和Prl3c1mRNA水平;过表达Hand2os1显著增加Prl8c2和Prl3c1mRNA表达水平,但对Hand2的表达均无显著影响;
(5)在PMSG/hCG诱导的21d小鼠黄体形成和退化模型中,未检测到Hand2os1阳性表达;在发情周期卵巢中,Hand2os1特异定位于发情前期和发情期的黄体细胞中,且在发情期黄体细胞中的表达水平高于发情前期;在妊娠期黄体细胞中,Hand2os1在妊娠第4d和第18d时显著高表达;分娩后,随着黄体退化Hand2os1表达水平显著降低。
综上所述,Hand2os1特异定位于小鼠子宫内膜基质细胞和蜕膜化细胞中,Hand2os1通过调控蜕膜化标志基因Prl8c2和Prl3c1的表达在蜕膜化过程中发挥作用;Hand2os1表达主要受P4调控且呈PR通路依赖性关系。另外,Hand2os1表达于周期黄体和妊娠黄体细胞中,预示着Hand2os1在小鼠妊娠建立和维持过程中发挥重要功能。