碳酸氢根离子对胚胎着床的调控

胚胎着床是妊娠成功的关键环节。以往研究认为，CO2和碳酸酐酶（CA）是影响胚胎着床的关键因素，然而其作用机制并不清楚。我们近期研究发现，小鼠在动情期的子宫液中碳酸氢根离子浓度升高，这对此时的精子获能是必需的，然而在着床"窗口"期，碳酸氢根离子与胚胎着床的关系至今尚不明确。基于预实验结果，本项目将检测以下假说：①着床前宫腔内CO2增多,经母体子宫CA水解成碳酸氢根离子促进胚胎成功着床；②碳酸氢根离子通过激活子宫内膜细胞内可溶性腺苷酸环化酶（sAC），使细胞内cAMP水平升高，促使内膜蜕膜化，准备接受胚胎植入；③碳酸氢根离子通过增加囊胚基质金属蛋白酶9（MMP-9）的活性，促进胚胎侵入子宫内膜。本项目期待揭示：着床前碳酸氢根离子同时作用于胚胎和母体子宫，使二者协调、同步，促进胚胎成功着床。关于这一机制的深入研究将为不孕症的临床诊断和治疗提供新线索，为避孕药的开发提供新靶点。

宫腔液中的碳酸氢盐在精子获能中起着不可或缺的作用，然而，宫腔碳酸氢盐液聚集及其调节机制尚不清楚。本项目研究发现在整个发情周期，碳酸氢盐分泌呈周期性改变，与碳酸氢盐产生和转运相关的蛋白包括囊性纤维化跨膜电导调节体（CFTR），SLC26A6，碳酸酐酶2（CA2）和碳酸酐酶12（CA12）在发情期含量最高。宫腔内膜表面静息pH值在发情期显著高于发情间期，雌激素可上调CFTR，SLC26A6，CAR2，和CAR12的表达，伴有碳酸氢盐依赖的短路电流增加和子宫内膜表面pH值的升高。这些结果提示雌激素在子宫动情周期间对碳酸氢盐分泌和相关蛋白质表达的调节在生殖过程中有重要作用。我们还发现子宫沙眼衣原体脂多糖（LPS）感染或外源性TNF-α可引起发情间期CFTR表达的上调和阴离子分泌增强，使小鼠宫腔液体异常增加、着床率降低。因而，沙眼衣原体感染诱导细胞因子的释放可能通过上调CFTR的表达导致子宫腔内液体异常积聚，这可能是沙眼衣原体感染导致的着床率降低、女性不孕的原因之一。