胚胎着床是一个十分复杂的生理过程,生长因子、细胞因子、转录因子等在胚胎着床过程中发挥着重要的调控作用。早期生长反应因子1(Egr1)是一种含3个锌指结构的转录因子,主要参与卵泡发育、排卵、黄体退化、乳腺发育以及胎盘血管发生等生理过程。我们前期研究发现,Egr1在小鼠子宫胚胎着床位点表达显著上调,提示Egr1可能与小鼠胚胎着床过程密切相关。关于Egr1在胚胎着床过程中的功能与调节目前尚未见报道。本项目拟利用早期妊娠、假孕、人工诱导蜕膜化、延迟着床等多种动物模型,采用原位杂交、基因过表达、反义寡核苷酸等技术,研究Egr1在小鼠胚胎着床期子宫中的表达规律,探讨Egr1与胚胎着床相关基因p53、VEGF-A、mPGES-1、MMP-9等的关系,揭示Egr1在小鼠胚胎着床过程中的作用及其机制,为进一步阐明胚胎着床的分子机理、动物繁殖率的提高及不孕症的治疗等提供理论依据。
Egr1;mouse;uterus;embryo implantation;decidualization
本研究利用小鼠早期妊娠、假孕、诱导蜕膜化、延迟着床及着床激活等多种动物模型,采用原位杂交、基因过表达、RNAi等技术,研究Egr1在小鼠胚胎着床期子宫中的表达及其对小鼠胚胎着床的影响,探讨Egr1与胚胎着床相关基因Trp53、Mmp9、Cox-2、mPGES-1、Vegf及着床相关激素(雌激素、孕酮和GH)等的关系。结果发现,在妊娠第5天和着床激活子宫中,Egr1高表达于围绕胚泡的子宫腔上皮下基质细胞中,提示Egr1可能参与了小鼠胚胎着床过程。为了进一步证实Egr1的作用,妊娠第3天小鼠一侧子宫角注射Egr1 siRNA片段,另一侧注入对照siRNA片段,于妊娠第5天检测发现,与对照组相比,注射Egr1 siRNA会导致小鼠胚胎着床位点数显著下降,证实了Egr1在小鼠胚胎着床过程中的作用。作为转录因子,Egr1可通过调控下游的靶基因来发挥作用。在小鼠子宫基质细胞中,转染Egr1 siRNA后,Trp53和Mmp9的表达显著下降;而转染Egr1过表达载体后,Trp53和Mmp9的表达显著升高。子宫角注射Egr1 siRNA后,Trp53和Mmp9在着床位点的表达也会下降。这些结果表明,Egr1在小鼠胚胎着床过程中可通过调控Trp53和Mmp9基因来发挥作用。与此同时,子宫角注射Egr1 siRNA后,胚胎着床位点血管通透性显著下降,进一步研究发现,Egr1可通过调控Cox-2、mPGES-1和Vegf的表达进而影响着床位点血管通透性。在子宫基质细胞中,GH和IGF-1可诱导Egr1的表达。Egr1表达在妊娠6-8天小鼠子宫蜕膜化细胞中,且在人工诱导蜕膜化和体外基质细胞诱导蜕膜化模型中,Egr1的表达下降。转染Egr1过表达载体可抑制蜕膜化标志分子Dtprp在子宫基质细胞中的表达,而子宫角注射Egr1 siRNA则可促进Dtprp的表达;在体外诱导蜕膜化过程中,转染Egr1 siRNA会导致Dtprp的表达升高,这些结果表明,Egr1可抑制小鼠子宫发生蜕膜化反应。雌激素和孕酮可调控Egr1在卵巢切除小鼠子宫和子宫基质细胞中的表达,而cAMP和H89则对Egr1在小鼠子宫基质细胞中的表达无明显作用。研究结果可为进一步探明哺乳动物胚胎着床机理提供依据。