子宫内膜上皮细胞葡萄糖转运体表达、功能活性及其在早期胚胎发育及着床中作用研究

Endometrial epithelium is the barrier and material exchange channel between uterine luminal environment and interstitial fluid and blood, which influences the volume and compositions of uterine fluid. The glucoses in uterine fluid provide energy for the development of early embryoes and implantation. Glucoses transporters mediate transepithelial transport of glucoses, which include facilitative glucose transporters (GLUTs) and sodium-coupled glucose transporters (SGLTs). It has been reported some members of GLUTs and SGLTs express in endometrial epithelium. Our previous work has also found that some isoforms of glucose transporters are regulated by estrogen and progesterone in endometrial epithelial cells. In this project, female mice will be used to study the cellular localizations, functional activities and their synergistic action of two kinds of glucose transporters by using the methods of cellular and molecular biology, reproductive biology and electrophysiological techniques. The aim of the study is to explore the molecular mechanism of the actions of estrogen and progesterone on glucose transporters in endometrial epithelium from a new perspective, and also provide new idea in the exploration of the pathological molecular mechanism of female infertility and its clinical diagnosis and treatment.

子宫内膜上皮是宫腔内液体环境与上皮下组织间液和血液之间的重要屏障和物质交换通道，对宫腔液成分与含量起着重要调控作用。子宫腔液中葡萄糖为早期胚胎的发育及着床提供所需能量。上皮细胞中的葡萄糖转运体介导葡萄糖的跨上皮转运。葡萄糖转运体分为两种类型，即易化扩散转运体和钠耦联葡萄糖转运体。已有文献报道子宫内膜上皮中有葡萄糖转运体一些亚型的表达，我们前期工作发现子宫内膜上皮细胞中葡萄糖转运体某些亚型也是雌、孕激素调控的重要靶分子。本项目拟用小鼠作为研究对象，联合采用细胞、分子生物学，生殖生物学和电生理技术，研究子宫内膜上皮细胞中雌、孕激素调控特异表达的葡萄糖转运体亚型的细胞定位、功能活性以及不同亚型转运体之间的协同关系，并揭示子宫内膜上皮细胞中葡萄糖转运体在早期胚胎发育及着床中的作用。本项目从新的视角探讨雌、孕激素对子宫作用的分子机制，也为女性不孕的分子病理机制探索及临床诊断治疗提供新的思路。

子宫内膜上皮是宫腔内液体环境与上皮下组织间液和血液之间的重要屏障和物质交换通道，也在胚胎植入中发挥重要作用。两种类型葡萄糖转运体，易化扩散转运体（GLUTs）和钠耦联葡萄糖转运体（SGLTs）在子宫内膜上皮中的表达，功能活性及其在早期胚胎发育和植入中的作用尚待阐明。本项目以小鼠为研究对象，联合采用细胞、分子生物学及生殖生物学等技术，首先研究子宫内膜上皮各葡萄糖转运体亚型在雌、孕激素调控下表达的时空特点、细胞定位，然后分别研究两大类转运体GLUTs和SGLTs对维持宫腔液葡萄糖含量，细胞内糖稳态及其在胚胎发育和着床中的作用，最后着重研究最具代表性的GLUT1、GLUT4和SGLT3a的功能活性及其生理作用。本研究不仅有助于揭示着床前后子宫内膜上皮中的葡萄糖转运体的生理作用，也可为女性不孕的诊断治疗提供新的线索。研究结果显示：葡萄糖转运体GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT4、SGLT1、SGLT2及SGLT3a在着床前小鼠子宫内膜中的表达都具有明显的时空特点；GLUTs和SGLTs分别对维持宫腔液中适宜的葡萄糖含量和子宫内膜上皮细胞内的糖稳态及其与胚胎植入有关的功能活动都具有重要作用，进而影响宫腔内早期胚胎发育和植入。GLUT1和GLUT4对维持宫腔液适宜的糖环境以及子宫内膜上皮细胞内的糖稳态发挥重要作用，阻断或抑制其功能活性或表达，影响子宫内膜上皮对葡萄糖的跨上皮转运，改变宫腔液葡萄糖含量，使宫腔内囊胚的发育受阻；也影响子宫内膜上皮细胞的葡萄糖摄取，进而影响细胞耗能的功能活动和子宫内膜接受态建立。我们还意外地发现，葡萄糖转运体SGLT3a虽然不具有单糖转运功能，但具有感受器分子的功能特点，其激活可以使上皮细胞膜电位去极和钙内流，进而引起旁分泌效应，诱导基质细胞蜕膜化。这些研究成果已有文章发表，并多次在国内和国际会议上交流。先后有三名博士研究生和三名硕士研究生参与该项目的研究工作，这对研究生的培养也起到了积极作用。