骨桥蛋白在子宫内膜的表达调节及对蜕膜化功能的影响

Decidualization is essential for implantation and early embryo survival during pregnancy, which is characterized by endometrial stromal cells proliferation and differentiation, along with the neovascularization. Decidualization deficiency may lead to implantation failure or even adverse pregnancy outcome. Osteopontin (OPN), a kind of multifunctional matricellular glycoprotein, has been shown to be involved in decidualization and embryonic development, but the underlying mechanisms has not been clear.In this study,we are intend to establish the in vitro decidualization model of human endometrial stromal cells, as well as in vivo and in vitro mouse decidualization models,combining with gene overexpression, RNA interfering, bioinformatics algorithms, promoter analysis, chromatin immunoprecipitation and target gene verification,to revel whether OPN expression in decidua is regulated by the transcriptional factor cAMP-responsive element binding protein(CREB), CCAAT enhancer-binding proteinβ(CEBPβ)and micro RNA181a/b, for further understanding the mutifunction of OPN in uterine receptivity, angiopoiesis and embryo evelopment. This study will provide new insights into the molecular mechanisms underlying embryo implantation.

蜕膜化是胚胎着床及早期胚胎存活所必需的，其典型特征是子宫内膜基质细胞的增殖和分化，同时伴随着新生血管形成，蜕膜化缺陷可导致着床失败或不良妊娠结局。骨桥蛋白(OPN)是一种多功能的细胞外基质糖蛋白，研究提示OPN与子宫蜕膜化和胚胎生长发育有关，但机制还不清楚。本项目拟建立人子宫内膜基质细胞体外诱导蜕膜化模型和小鼠体内、体外研究模型，采用RNA过表达和干涉技术，结合生物信息学算法，利用启动子分析、染色质免疫共沉淀和靶基因验证等方法，研究在着床和蜕膜化过程起重要作用的转录因子cAMP反应元件结合蛋白、CCAAT增强子结合蛋白β以及Micro RNA181a/b对子宫内膜OPN表达的调节，并探讨OPN在子宫内膜容受性的建立、蜕膜化、血管形成及在胚胎发育的功能。研究结果将有助于了解胚胎着床的分子机理。

胚胎着床之后，子宫内膜基质细胞会发生广泛的增殖和分化，同时伴有免疫细胞的聚集和血管形成，称之为蜕膜化反应。蜕膜化异常可导致胚胎着床失败、胎盘功能异常和不良妊娠结局。我们的前期研究结果发现骨桥蛋白（OPN）在小鼠胚胎着床位点及蜕膜组织中高表达，提示OPN可能参与了子宫蜕膜化过程，但OPN在人子宫内膜蜕膜化过程中的功能尚不清楚。本项目在前期结果的基础上，进一步深入研究了OPN在人子宫内膜和早期妊娠蜕膜组织中的表达、调节和功能。OPN在分泌期子宫内膜和早孕蜕膜组织的表达明显高于增殖期，结合microRNA靶基因预测软件TargetScan，我们发现人OPN基因3’UTR区域存在miR-181a/b的结合位点，检测结果也显示miR-181b在子宫内膜中的表达与OPN的表达呈负相关。OPN在蜕膜化的人子宫内膜基质细胞（hESC）中高表达，而miR-181b表达下调。cAMP处理可诱导hESC中OPN表达，并通过CREB/CEBPβ信号通路对OPN的表达进行转录调控。过表达miR181b可抑制hESC中OPN的表达，转染Sponge-miR-181b可促进OPN的表达。体外敲低hESC中OPN的表达后，蜕膜化标志分子IGFBP-1和PRL表达下降，同时血管形成相关分子VEGFA和VEGFR2表达下降。为了验证OPN在人胚胎着床蜕膜化中的重要意义，我们收集了进行IVF治疗女性前一个周期的子宫内膜组织。根据胚胎移植后的临床妊娠结局分为成功妊娠组和着床失败组，结果显示着床失败组子宫内膜组织中OPN蛋白表达显著低于成功妊娠组。小鼠模型也证实了OPN在小鼠蜕膜细胞中高表达，抑制OPN的表达后小鼠ESC（mESC）蜕膜化标志分子Dtprp表达下降，并且mESC的增殖能力受到抑制。以上结果说明OPN可能是调节子宫内膜蜕膜化反应的重要因子，OPN表达或功能异常可能会导致胚胎着床失败和早期妊娠丢失。OPN在胎盘组织中的高表达提示OPN可能也是胎盘形成和妊娠维持的关键分子.，我们将在后续的研究中进一步探讨OPN在妊娠维持和病理妊娠中的生理病理意义。