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子宫内膜异位症(endometriosis,EMT)简称内异症,是指子宫内膜组织(腺体和间质)出现在子宫体以外的部位。內异症是一种激素依赖性疾病。盆腔是最常见的发生部位。全球有5%~10%的女性受子宫内膜异位症的影响,其中有20%~30%的患有不孕症。内异症可从卵泡发育、排卵、受精卵发育、运输、着床等妊娠的各个环节对正常妊娠造成干扰,从而导致不孕。探讨子宫内膜异位症导致不孕的发病机制对改善內异症患者生育功能有重要意义。子宫内膜容受性是指子宫内膜对胚胎的接受能力,这是允许胚胎粘附在子宫内膜上直到植入完成的特定阶段,与内膜细胞蜕膜化及雌孕激素的分泌密切相关。有研究表明子宫内膜异位症患者体内雌孕激素发生改变,这可能影响子宫内膜间质细胞的蜕膜化和子宫内膜的容受性,进而导致胚胎植入失败。子宫内膜异位症患者子宫内膜容受性降低是导致其不孕的主要原因之一,这是现在生殖医学领域的研究热点。胚胎植入是胚泡埋入子宫内膜的过程,又称着床。植入时的子宫内膜处于分泌期,植入后血液供应更丰富,腺体分泌更旺盛,间质细胞变得十分肥大,富含糖原和脂滴,内膜进一步增厚。子宫内膜的这些变化称蜕膜反应,间质细胞改称蜕膜细胞。胚胎成功植入在很大程度上取决于胚胎与子宫内膜发育的同步性。胚胎着床开始于将胚泡期胚胎的滋养外胚层(trophectoderm TE)附着到有激素受体的子宫内膜腔的上皮细胞,然后突破该细胞层侵入到已经发生蜕膜化的间质细胞层。因受医学伦理的限制,使用人类胚胎进行子宫内膜容受性的研究受到制约。来自人绒毛膜癌细胞系的人绒毛膜癌细胞与胚胎滋养层细胞相似可以合成多种激素,包括人绒毛膜促性腺激素、胎盘乳源、雌激素及孕酮,可用于模拟人类胚胎滋养层细胞的生物学功能。故本实验用人绒毛膜癌细胞球的绒毛膜癌细胞代替胚胎滋养层细胞和內异症患者蜕膜化的子宫内膜间质细胞相互作用来模拟体外胚胎着床的过程。目的本实验将人绒毛膜癌细胞球和內异症患者蜕膜化的子宫内膜间质细胞共培养,观察人绒毛膜癌细胞球与內异症子宫内膜间质细胞的黏附情况,收集共培养后的子宫内膜间质细胞,通过RNA-Seq方法研究子宫内膜异位症患者子宫内膜容受性相关的基因的表达差异,探讨子宫内膜异位症患者子宫内膜容受性降低的原因,为改善子宫内膜异位症患者的子宫内膜容受性,提高內异症患者胚胎着床率和临床妊娠率提供理论依据。资料与方法1.研究对象及分组:本实验选取2019年11月至2020年8月在郑州大学第三附属医院妇科“行腹腔镜下全子宫切除术的子宫内膜异位症患者的在位内膜3例为实验组”和“因子宫肌瘤行腹腔镜下全子宫切除术患者的正常子宫内膜3例为对照组”。实验组子宫内膜异位症患者纳入标准:(1)内膜为增生期内膜;(2)既往月经规律;(3)年龄35~40岁;(4)术前三个月无激素使用史;(5)经常规病理诊断为子宫内膜异位症。对照组子宫肌瘤患者纳入标准:(1)内膜为增生期内膜;(2)年龄35~40岁;(3)术前三个月无激素使用史;(4)经常规病理诊断子宫肌瘤,子宫内膜正常;(5)有过生育史。排除标准:(1)合并其它子宫内膜疾病,如子宫内膜炎、子宫内膜癌等;(2)其他内分泌相关疾病;(3)合并生殖系统其它相关的炎症与感染性疾病,如输卵管炎,盆腔腹膜炎,输卵管卵巢囊肿等;(4)合并其它恶性疾病;(5)术前有绝经期症状。2.研究方法:(1)收集实验组及对照组的子宫内膜组织;(2)进行子宫内膜间质细胞和上皮细胞的分离、培养与鉴定;(3)诱导子宫内膜间质细胞发生蜕膜化,将人绒毛膜癌细胞球与蜕膜化的子宫内膜间质细胞共培养,模拟体外胚胎着床的过程,观察人绒毛膜癌细胞球与子宫内膜间质细胞的黏附情况;(4)收集共培养后的子宫内膜间质细胞,进行子宫内膜间质细胞总RNA提取,采用RNA-Seq测序,然后对测序结果进行转录组学分析,找出与子宫内膜容受性相关的差异基因;通过GO分类分析找出差异表达基因相关的功能;通过KEGG通路分析找出差异表达基因相关的通路;(5)采用实时荧光定量PCR对差异基因进行验证。结果1.人绒毛膜癌细胞球与蜕膜化子宫内膜间质细胞共培养子宫内膜异位症患者子宫内膜间质细胞上黏附的人绒毛膜癌细胞球数量为16.67±1.52,正常子宫内膜间质细胞上黏附的人绒毛膜癌细胞球数量为47.00±4.36,人绒毛膜癌细胞球在內异症患者子宫内膜间质细胞上的黏附数量较正常子宫内膜间质细胞明显减少,差异具有统计学差异(P<0.001)。2.子宫内膜间质细胞RNA-Seq分析2.1內异症患者子宫内膜间质细胞RNA-Seq检测出差异基因1459个,其中上调基因949个,下调基因510个。2.2在GO分类的生物学过程中差异基因富集最多的5个GO功能是cellular process、single-organism process、metabolic process、biological regulation和response to stimulus。细胞组分中差异基因富集最多的5个GO功能是cell、cell part、organelle、membrane以及membrane part。分子功能中差异基因富集最多的5个GO功能是binging、catelytic activity、molecular transducer activity、signal transducer activity以及transporter activity。2.3在KEGG通路中差异基因表达较显著且与子宫内膜容受性相关的3条通路分别为ECM-receptor interaction,Focal adhesion以及cell adhesion molecules。3.选择10个上调基因(Hand2、MUC16、LPAR1、FGFR2、PRL、RBP4、CNR1、IGFBP-2、PALM以及RXFP1)进行验证发现,有8个基因的m RNA表达量增加;选择10个下调基因(FOXF1、KLF12、BMP4、GLI1、IGFBP-5、HOXA13、CYTL1、SCIN、LICAM以及GSPG4)进行验证发现,这10个基因的m RNA表达量均降低。结论1.子宫内膜异位症患者的子宫内膜间质细胞的黏附性下降,可能是內异症患者子宫内膜容受性下降的原因之一。2.內异症患者子宫内膜间质细胞RNA-Seq分析发现,GO分类中子宫内膜异位症患者子宫内膜间质细胞中基因的差异表达主要与细胞结构、细胞的代谢过程以及细胞迁移的调控有关,这些功能可能与內异症患者的子宫内膜容受性相关。KEGG通路中,ECM-receptor interaction、Focal adhesion、cell adhesion molecules这三条通路可能与子宫内膜容受性改变相关,可能是调控子宫内膜容受性的相关机制。