Generierung eines künstlichen Dezidualisierungsmodells der Maus mit Ovariektomie für die Endometrium-Dezidualisierungsforschung
Summary
Hier beschreiben wir die Methode zur Erzeugung eines künstlichen Dezidualisierungsmodells mit der ovariektomierten Maus, ein klassisches Endometrium-Dezidualisierungsexperiment im Forschungsgebiet der Endometrium-Dezidualisierung.
Abstract
Die Endometriumdezidualisierung ist ein einzigartiger Differenzierungsprozess des Endometriums, der eng mit Menstruation und Schwangerschaft zusammenhängt. Eine Beeinträchtigung der Dezidualisierung führt zu verschiedenen Endometriumstörungen wie Unfruchtbarkeit, wiederholten Fehlgeburten und Frühgeburten. Die Entwicklung und Anwendung des Endometriumdezidualisierungsmodells in Reproduktionsstudien ist seit langem ein Highlight für Reproduktionsforscher. Die Maus wurde ausgiebig bei der Untersuchung der Reproduktion und Dezidualisierung eingesetzt. Es gibt drei gut etablierte Mausmodelle zur Dezidualisierung, nämlich die natürliche Schwangerschaftsdezidualisierung (NPD), die künstliche Dezidualisierung (AD) und die In-vitro-Dezidualisierung (IVD). Unter ihnen gilt AD als zuverlässiges Modell für die Dezidualisierung von Mäusen, das einfach zu implementieren und nahe an NPD ist. Diese Arbeit konzentriert sich auf eine modifizierte Methode des Generierungs- und Anwendungsprozesses des künstlichen Dezidualisierungsmodells der Maus mit Ovarektomie, um ovarielle Effekte zu vermeiden, die mit kleinen Varianzen innerhalb der Gruppe hochreproduzierbare Ergebnisse erzielen können. Diese Methode bietet ein gutes und zuverlässiges Tiermodell für die Untersuchung der Endometriumdezidualisierung.
Introduction
Mit der Entwicklung der humanassistierten Reproduktionstechnologie hat die derzeitige klinische Schwangerschaftsrate der In-vitro-Fertilisation-Embryotransfer (IVF-ET) die der natürlichen Schwangerschaft erreicht oder sogar übertroffen. Trotzdem werden viele Patientinnen in der klinischen Praxis der assistierten Reproduktion immer noch mehreren Embryotransfers unterzogen, erreichen jedoch nicht die gewünschte Schwangerschaft. Sein spezifischer molekularer Mechanismus ist jedoch noch unklar, so dass klinische Interventionen unwirksam sind, was eine der größten Herausforderungen für die Reproduktionsmedizin darstellt 1,2.
Endometriumfaktoren machen etwa zwei Drittel der Ursachen für das Versagen der IVF aus3. Die Einnistung des menschlichen Embryos ist in drei Phasen unterteilt: Positionierung, Adhäsion und Invasion 4,5,6. Das mütterliche Endometrium erfährt eine Reihe von Veränderungen, um der Ankunft des Embryos gerecht zu werden. Die Bildung einer “Fensterperiode” bietet günstige Bedingungen für die Einnistung des Embryos 7,8.
Bei den meisten Säugetieren beginnen sich die Stromazellen, die die Blastozyste umgeben, schnell zu vermehren und zu differenzieren, nachdem die Blastozyste am luminalen Epithel der Gebärmutter haftet, und der schnelle Umbau des Mesenchyms verändert seine Form und Funktion, was zur Einnistung des Embryos führt 5,9,10. Die rasche Zunahme des Stellenvolumens und des Gewichts ermöglicht es der Blastozyste, in das Uterusstroma eingebettet zu werden, ein Prozess, der als Dezidualisierungbekannt ist 11. Das endometriale Stroma differenziert und rekonstruiert sich in Vorbereitung auf die Schwangerschaft, während der Übergang der Stromazellen Raum und neue Signalverbindungen für Dezidualzellen bietet, um ihre Funktionen zu erfüllen12,13. Stromazellen wandeln sich in Dezidualzellen um und sezernieren viele ikonische Faktoren wie Prolaktin (PRL), insulinähnliches Wachstumsfaktor-bindendes Protein 1 (Igfbp1) und so weiter. Studien haben gezeigt, dass eine abnorme Dezidualisierung einer der Hauptgründe für das Versagen der Embryonenimplantation ist, aber die Ursache der abnormalen Dezidualisierung ist noch unklar und muss weiter aufgeklärt werden 1,14.
Das künstliche Dezidualisierungsmodell der Maus ist unerlässlich für die Untersuchung des physiologischen Prozesses und der molekularen Mechanismen, die der Dezidualisierung zugrunde liegen. Künstliche Dezidualisierung (AD) bezieht sich hauptsächlich auf den Prozess der Endometrium-Dezidualisierung, der durch künstliche Methoden zur Simulation einer Schwangerschaft oder des Menstruationszyklus etabliert wird. In Bezug auf die Morphologie gibt es insgesamt kaum einen Unterschied zwischen Schwangerschaftsdezidualisierung und künstlicher Dezidualisierung15,16. Die Uterusdrüsen existieren im Endometrium, bevor sich Decidua bilden und verschwinden nach der Dezidualisierung. In Bezug auf die Genexpression wird nur ein geringer Unterschied zwischen der natürlichen Schwangerschaftsdezidualisierung (NPD) und AD15 festgestellt. Folglich kann das künstliche Dezidualisierungsmodell in Mäusen die Dezidualisierung der Schwangerschaft simulieren, um die unbekannte Pathogenese und neue Behandlung menschlicher Fortpflanzungskrankheiten zu erforschen.
NPD, AD und In-vitro-Dezidualisierung (IVD) sind drei Methoden, um eine Maus-Dezidualisierung zu erreichen. Das NPD-Modell hängt von der natürlichen Schwangerschaft ab und kommt dem physiologischen Zustand der Mutter, einschließlich der Auswirkungen von Embryonen, am nächsten. Der Vergleich der Unterschiede zwischen Implantations- und Nicht-Implantationsstellen ist ein physiologischerer und bequemerer Ansatz zur Untersuchung der Dezidualisierung. Das AD-Modell wurde entwickelt, indem eine intrauterine Injektion von Sesamöl als Stimulans verwendet wurde, um eine Dezidualisierung bei einer pseudoschwangeren weiblichen Maus zu induzieren, die mit vasektomierten Männchen gepaart war, um die Auswirkungen von Embryonen zu vermeiden. Sowohl NPD- als auch AD-Modelle spielen eine wesentliche Rolle bei verschiedenen Forschungszwecken, aber sie können Paarungsfehler und Unterschiede innerhalb der Gruppe, die durch die unterschiedlichen Aktivitäten des mütterlichen Hormonstoffwechsels verursacht werden, nicht vermeiden. IVD ist eine Methode, die von der Behandlung von kombiniertem Östrogen und Progesteron auf zellulärer Ebene abhängt und strengere experimentelle Bedingungen und Operationsfähigkeiten erfordert. Das In-vitro-Modell kann die Dezidualantwort jedoch unter physiologischen Bedingungen nicht vollständig simulieren15. Daher schlagen wir eine einfache und verbesserte Induktionsmethode vor, die von der traditionellen AD modifiziert wurde, um die Wirkung endogener Hormone auf die Dezidualisierung zu reduzieren. Basierend auf der Sicherstellung des Erfolgs der Dezidualisierungsinduktion ist es näher am physiologischen Zustand und eignet sich besser für Experimente, bei denen Embryofaktoren ausgeschlossen werden müssen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Dezidualisierung bei Mäusen ist ein spontaner Prozess, der von der Anwesenheit von Embryonen abhängt, die sich vom Menschen unterscheiden. Es wurde jedoch festgestellt, dass künstliche Stimulation wie die Injektion von Glasperlen in die Gebärmutter und die Verletzung der Gebärmutter eine Dezidualisierung des Endometriums anstelle von Embryonen induzieren kann. Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass viele Faktoren eine Dezidualisierung induzieren oder an der Dezidualisierung teilnehmen können, wie z. B…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren bedanken sich für die Unterstützung durch die National Nature Science Foundation of China (82001629, XQS), das Youth Program of Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20200116, XQS) und die Postdoctoral Research Funding der Provinz Jiangsu (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 |
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