GDF5对小鼠母胎界面胚胎着床行为的影响及机理研究

The invasion of embryonic trophoblast cells into unterine endometrium is acritical step for human and mammal reproduction. Proliferation of trophoblast cells and endometrial decidualization may be precisely regulated by a‘crosstalk’ among trophoblast cells, endometrial epithelial cells and stromal cells. The disorder of trophoblast cells ’invision could lead spontaneous abortion, intrauterine growth retardation, preeclampsia and other diseases, which will be a serious threat to women and children's health. GDF5, Growth Differentiation factor 5 is a member of TGF-β growth cytokine superfamily. GDF5 could induce or inhibit apoptosis of different cells.and previous study showed that GDF5 was expressed in decidual stromal cells of human, suggesting that GDF5 signaling might participate in regulating of embryos implantation. Our studyis to discuss the role of GDF5 in embryos implantation and related molecular mechanism, to address this point, multiple approaches including genetic engineering techniques, primary cell culture, Western blot, munocytochemistry, immunofluorescence, flow cytometry, intrauterine injection, et al. will utilized to investigate the function and molecular mechanism of TRAIL on endometrial decidualization process. Mouse trophoblast cells and decidual cells are cocultured as a model to study of the function and molecular mechanism of GDF5 signaling onthe invasion and migration ability of the mouse trophoblast cells and this will provide important theoretical support for embryo implantation, which is one of the most important physiological processes.

胚胎着床的关键步骤是胚胎滋养层细胞对子宫内膜的适度侵入，进而与母体成份共同形成胎盘。滋养层细胞的侵入行为紊乱可导致自然流产、宫内发育迟缓、先兆子痫等疾病，严重威胁妇儿健康。生长分化因子GDF5属于TGF-β生长因子超家族成员。GDF5能够促进或抑制不同类型细胞的凋亡，且已发现表达在人蜕膜间质细胞，提示GDF5可能具有调节胚胎植入的作用。本研究以探讨GDF5在胚胎植入中的作用及分子机理为出发点，通过基因工程技术、细胞原代培养、Western blot，免疫细胞化学、流式细胞术等生物学手段研究GDF5在围植入期妊娠小鼠子宫内膜的表达规律，阐明GDF5信号对蜕膜化进程的影响，以小鼠滋养层细胞和蜕膜化细胞共培养为模型，研究GDF5信号对小鼠滋养层细胞侵润迁移能力的影响及其分子机理，为胚胎植入这一重要生理过程提供重要理论支撑。

蜕膜中各细胞持续地、组成性地分泌低滴度的细胞因子构成了蜕膜特殊的细胞因子网络。在神经、内分泌的协同作用下，蜕膜细胞因子网络保持着一种动态平衡。蜕膜的细胞因子网络动态平衡的保持是妊娠强有力的保障。生长分化因子GDF5属于TGF-β生长因子超家族成员，通过本项目的实施，对GDF5在小鼠母胎界面胚胎着床过程中的作用及机理进行了系统的研究。本项目研究分在体研究和离体研究两部分，在体研究包括：在mRNA及蛋白水平检测了GDF5信号在小鼠胚胎围植入期子宫内膜的表达及变化趋势，并以去卵巢小鼠为模型研究雌孕激素对GDF5信号表达是否具有调节作用；以小鼠妊娠模型作为在体研究手段，检测了GDF5信号对小鼠胚胎植入以及子宫蜕膜的影响。离体研究包括：检测了GDF5在小鼠子宫内膜基质细胞和蜕膜基质细胞中的表达规律；构建GDF5过表达和干扰慢病毒，以雌孕激素诱导原代小鼠子宫基质细胞体外蜕膜化并转染慢病毒作为体外研究手段，研究了GDF5信号如何影响基质蜕膜细胞的生长与增殖、愈合能力、迁移能力、细胞凋亡率和细胞周期分布及其对基质细胞蜕膜化进程的作用。研究发现GDF5表达在小鼠胚胎围植入期子宫内膜和体外培养的小鼠子宫内膜基质细胞和蜕膜基质细胞中，雌孕激素对GDF5信号表达具有一定的调节作用，GDF5信号能够提高蜕膜基质细胞的愈合与迁移能力，促进蜕膜细胞的生长和增殖且能够促进基质细胞的蜕膜化进程。本项目的研究结果从较新的角度阐明了细胞因子GDF5信号在小鼠胚胎植入进程中的作用，探索了该信号与临床妊娠疾病发生的联系，试验结果丰富和深化了GDF5这一信号分子对哺乳动物胚胎植入的影响及作用机制的认知，为阐明胚胎着床的分子机理、防止人类流产、早产、胎儿发育迟缓等产科疾病的发生提供可靠的理论依据和新的研究思路。