Runx1在小鼠胚胎着床过程中的作用及调节机制

In early pregnancy, the process of stromal fibroblast differentiation into decidual cells is crucial for implantation and embryo survival, which supports embryo growth and maintains pregnancy. We found that Runx1 mRNA signal was obviously observed in the stromal cells surrounding the implanting blastocyst during implantation period. The further research also confirmed that a strong signal for Runx1 mRNA was observed in the decidualized cells after the pseudopregnant uterine horn was induced to be artificially decidualized by injecting sesame oil into the uterine lumen. We hypothesized that Runx1 will play an important role for the process of implantation and decidual through the analysis of the literature. The project is to determine the relationship between sex hormones and Runx1 by utilizing mice hormone treatment model on the basis of previous work. We will research the expression of Runx1 mRNA in stromal cells through in vitro cell culture test that added the hormones and extrinsic cAMP. We will determine whether the suppression and overexpression of Runx1 affects downstream molecular expression using cultured stromal cells isolated from mice uterus primed with Runx1 siRNA and overexpression vector. At the same time, chromatin immunoprecipitation assays will reveal in vivo binding of endogenous RUNX1 to the Ptgs2 promoter region in stromal cells. The results of the project study will assign potential significance for improving and supplement the theory system of embryo implantation, and advance in assisted reproductive technologies.

在早期妊娠中，基质纤维原细胞分化为蜕膜细胞的过程对于着床和胚胎的存活是必须的，它对母体妊娠的建立和维持也是极为重要的。我们发现Runx1在小鼠胚胎着床期表达量上升，进一步研究还证实其在人工诱导蜕膜化过程中高表达，通过分析文献我们推测Runx1在胚胎着床和蜕膜化过程中将发挥重要作用。本项目拟在前期工作的基础上，将利用小鼠激素处理模型，确定Runx1与体内性激素的关系；通过性激素和外源性cAMP体外刺激实验，研究Runx1在基质细胞的表达；通过体外细胞培养体系利用siRNA、过表达载体、染色质免疫沉淀（ChIP）技术研究Runx1在子宫内膜基质细胞中对下游分子的调控作用及可能通路，同时证实其对下游Ptgs2分子启动子作用位点。以完善和补充胚胎着床的理论体系，并为治疗不孕症治疗提供依据。

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、RNAi等技术，研究Runx1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Runx1与胚胎着床相关基因Cox-2、Mmp2、Mmp9、mPGES-1及着床相关激素（雌激素、孕酮和8-Br-cAMP）等的关系。结果发现，在妊娠第5天和着床激活子宫中，Runx1高表达于围绕胚泡的子宫腔上皮下基质细胞中，提示Runx1可能参与了小鼠胚胎着床过程。为了进一步证实Runx1的作用，妊娠第3天小鼠一侧子宫角注射Runx1 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Runx1 siRNA会导致小鼠胚胎着床位点数下降，但差异不显著。同时，Runx1表达在妊娠6-8天小鼠子宫蜕膜化细胞中。我们的实验结果表明，在人工诱导蜕膜化模型中以及体外8-Br-cAMP诱导蜕膜化中，Runx1 的高表达，说明其参与蜕膜化过程的调控。为了进一步验证，我们使用H89来特异性抑制PKA通路，结果发现Runx1的表达下降了，但并没有完全抑制。提示Runx1对于胚胎着床可能是非必须的，而对于蜕膜化过程起到关键性作用。作为转录因子，Runx1可通过调控下游的靶基因来发挥作用。为了验证我们的假设，在小鼠子宫基质细胞中，转染Runx1 siRNA后，蜕膜化标志分子Pr18a2和Prl3c1显著降低，而且基质细胞的增殖活性被显着抑制。Runx1的可能下游分子Cox-2、Mmp2、mPEGS-1的表达显著下降，而Mmp9变化不显著。总的来说，在蜕膜化过程中Runx1可通过调节Cox-2和mPGES-1基因的表达来影响蜕膜期血管生成。我们的数据表明，转染Runx1 siRNA后下调Mmp2的表达，但对Mmp9的表达没有影响，表明在蜕膜期期间Runx1可能通过调节Mmp2的表达来调节子宫细胞外基质降解的。.同时，雌激素和孕酮可调控Runx1在卵巢切除小鼠子宫和子宫基质细胞中的表达。总之，Runx1可通过调节下游分子促进小鼠子宫发生蜕膜化反应。我们的研究结果可为进一步探明哺乳动物胚胎着床以及蜕膜化机理提供依据。