G-CSF通过VEGF/VEGF受体途径诱导血管生成促进大鼠子宫内膜损伤后修复的作用和机制研究

The treatment of endometrial injury caused by uterine operation, infection and other factors is a very difficult problem in infertility and assisted reproductive technology (ART). The current research regarding endometrial injury has mainly focused on the related issues of fibrosis and anti-fibrosis, while very few studies have been performed on the key factor: endometrial proliferation and repair. Our previous research has shown that the granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) can promote the cell proliferation of thin endometrium in ART cycles and rat models, but further basic research is required to prove the function and mechanism of G-CSF. Such research may include the following: 1) Studying the effects of G-CSF on endometrial thickness, fibrosis area, microvessel density and cell proliferation, and the expression of G-CSF receptor (R), vascular endothelial cell growth factor (VEGF), VEGFR protein and mRNA after acute and chronic endometrial injury, by means of animal models. 2) Studying the effects of G-CSF on proliferation, apoptosis and cell cycle, and the expression of G-CSFR, VEGF, VEGFR protein and mRNA of endometrial cells, as well as the effect of angiogenesis through cell culture in vitro and in vitro vascular formation experiments. The purpose of the study is to reveal the role and mechanism of G-CSF on repairing injured endometrium by inducing angiogenesis via VEGF/VEGFR, which may provide a theoretical basis and new inspiration for clinical treatment.

由于宫腔操作、感染等因素造成子宫内膜损伤的治疗，是目前不孕及辅助生殖技术（ART）临床中常见且十分棘手的难题。其研究主要集中于纤维化及抗纤维化的相关问题上，而决定预后的关键环节子宫内膜增殖却研究甚少。本课题组前期研究表明粒细胞集落刺激因子（G-CSF）能促进ART周期中和大鼠薄型子宫内膜的增殖，但仍需深入的基础研究证明其作用及机制。研究内容：1）研究G-CSF对大鼠子宫内膜急、慢性损伤后子宫内膜厚度、纤维化面积、微血管密度、细胞增殖，及G-CSF受体（R）、血管内皮细胞生长因子（VEGF）、VEGFR蛋白和mRNA表达的作用；2）研究G-CSF对体外子宫内膜细胞的增殖、凋亡，G-CSF受体、VEGF、VEGFR蛋白和mRNA表达及经VEGFR阻断后体外血管形成的作用。本研究旨在揭示G-CSF通过VEGF/VEGFR途径诱导血管生成修复损伤后子宫内膜的机制，为临床治疗提供理论依据和新的思路。

子宫内膜损伤的治疗，是目前不孕及辅助生殖技术临床中常见且棘手的难题。临床上采用G-CSF宫腔灌注治疗薄型子宫内膜，但是其促进子宫内膜修复的作用及机制尚不清楚。本研究建立大鼠子宫内膜损伤模型，分为假手术、模型和G-CSF组，采用HE染色评估子宫内膜厚度和腺体，Masson染色评估子宫内膜纤维化，免疫组化检测CK19、vimetin、Ki67、CD31评估子宫内膜细胞增殖、微血管。通过Western-blot、qRT-PCR检测G-CSFR、VEGF、VEGFR1/R2的表达。不同浓度G-CSF处理后，研究了原代子宫内膜上皮和间质细胞的增殖和迁移、ishikwa细胞增殖、凋亡及Ki67和VEGFA mRNA的表达和脐静脉血管内皮细胞的增殖。结果：1）假手术组和G-CSF组的子宫内膜厚度显著大于模型组（p<0.05），胶原面积均显著低于模型组（p<0.05）。2）模型组出现更明显的子宫内膜腺体、微血管减少和微血管管腔减小甚至闭塞。3）与假手术组相比，模型组的G-CSFR、VEGF、VEGFR1/R2蛋白表达均显著降低（p<0.01）；与模型组相比，G-CSF组的G-CSFR、VEGFR1/R2蛋白表达均显著增加（p<0.01）。4）与假手术组相比，模型组和G-CSF组的G-CSFR、VEGF、VEGFR1/R2 mRNA的表达均显著降低 (p<0.0001)；与模型组相比，G-CSF组的上述mRNA的表达均显著增加 (p<0.05)。结果表明，子宫内膜造成损伤导致G-CSFR、VEGF、VEGFR1/R2蛋白和mRNA的表达降低，而G-CSF可以部分挽救上述蛋白和mRNA表达的降低。5）处理48h后，104ng/ml、103ng/ml以及102ng/ml G-CSF促进原代人子宫内膜上皮细胞增殖。作用24h后，104ng/ml及103ng/ml G-CSF促进原代子宫内膜间质细胞迁移。作用96h后，10ng/ml G-CSF促进ishikwa细胞VEGFA表达增加。综上，G-CSF可能通过上调 VEGF/VEGFR 表达促进子宫内膜细胞增殖和迁移、微血管生成及管腔结构维持、减少子宫内膜纤维化从而促进子宫内膜损伤后修复的作用和机制，为临床治疗提供了理论依据，为后续机制研究和细胞因子预防和治疗子宫内膜损伤策略提供了新的思路。