胚胎植入研究的进展与展望

胚胎与母体子宫第一次亲密接触并相互对话,进而建立起直接生理联系的过程被称为胚胎植入。这一过程的正常发生与否决定着胚胎能否继续发育和最终的妊娠结局。正常育龄妇女每个月经周期妊娠成功率只有30%左右,其中近70%的妊娠失败被认为是发生在胚胎植入环节。胚胎植入的成功发生需要具有植入能力的囊胚和处于接受态的子宫之间同步互作并建立起直接的生理联系。在临床的辅助生殖诊疗中,尽管形态正常的胚胎移植到子宫中,妊娠的成功率也只有50%左右,这其中子宫接受态的异常被认为是一个很关键的、急需克服的限制因素。反之,更为可靠的胚胎质量判断标准是辅助生殖治疗研究中的另一个关键问题。针对子宫接受态建立和囊胚激活这两个决定胚胎植入成败的关键事件,阐述了胚胎植入领域近年来的研究进展,介绍了国内科学家在该领域所做的贡献,同时简要探讨了本领域发展面临的问题以及出路,以使读者能明晰胚胎植入这一重要生理过程发生的分子基础以及该领域面临的挑战和未来发展方向。     

前蛋白转换酶Furin和PC7在小鼠母胎界面的动态表达及其在胚胎粘附和扩展中的作用

通过免疫组化、免疫荧光和小鼠胚胎-子宫内膜上皮细胞共培养体系,研究了前蛋白转换酶Proprotein Convertases (PCs)家族中的Furin和PC7在小鼠妊娠早期子宫和胚胎中的表达及对胚胎植入的影响.结果显示:Furin和PC7在妊娠D1-D4小鼠子宫的腺上皮和D5-D7小鼠子宫的蜕膜、腺上皮高表达;PC7在植入前胚胎的2-细胞和4-细胞期表达很低,8-细胞期表达开始增加,囊胚期滋养外胚层有显著的高表达.Furin的抑制剂Dec-RVKR-CMK可显著抑制共培养体系中胚胎的粘附和扩展.以上结果表明,Furin在植入期胚胎的粘附和扩展中发挥重要作用.此外,Furin和PC7可能参与子宫内膜蜕膜化和早期胚胎发育.     

Caveolin-1在围植入期小鼠子宫内膜组织中的动态变化

目的检测caveolin-1在胚胎植入过程中小鼠子宫内膜组织中的表达,探讨其在胚胎植入过程中的作用。方法选择成年雌性昆明小白鼠42只,随机均分为7组(处于动情期的未孕组、妊娠3.5天组、妊娠4.5天组、妊娠5.5天组、妊娠6.5天组、妊娠7.5天组、妊娠9天组),采用免疫组织化学和RT-PCR方法检测子宫内膜组织中caveolin-1蛋白及mRNA水平在围植入期的变化。结果 (1)caveolin-1在胚胎植入前期(0d、3.5d)小鼠子宫内膜组织中的表达高于胚胎植入期(4.5d、5.5d、6.5d),差异有显著性(P<0.05)。(2)caveolin-1在胚胎植入后期(7.5d、9d)小鼠子宫内膜组织中的表达高于胚胎植入期(4.5d、5.5d、6.5d),差异有显著性(P<0.05)。(3)caveolin-1在胚胎植入后期小鼠子宫内膜组织中的表达略高于胚胎植入前期,但差异无显著性(P>0.05)。结论 Caveolin-1在胚胎植入前期和后期均高表达,植入期低表达。这种变化提示caveolin-1是影响胚胎植入的重要因素之一。     

沙眼衣原体感染后妊娠大鼠子宫组织C3 和Crry mRNA的表达变化

目的通过大鼠生殖道沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis,CT)感染模型研究CT初次感染后妊娠大鼠在胚胎着床期子宫局部补体C3和补体调节蛋白Crry的mRNA表达量的变化。方法选择成年雌性SD大鼠36只,随机均分为正常组和感染组,感染组通过阴道接种CT D型株。而后在妊娠大鼠的胚胎植入期(即妊娠第5、6、7d)分别处死大鼠,取子宫组织计数胚胎植入数,通过逆转录扩增(RT-PCR)方法半定量检测在胚胎植入期C3和Crry的mRNA的表达量的变化,并通过SPSS软件对数据差异显著性进行分析。结果1.感染组在植入期C3的mRNA比正常组高表达,差异有显著性(P<0.001);2.Crry的mRNA虽比正常组表达有所增加,但两组数据无显著性差异(P>0.05);3.感染组较正常组平均胚胎植入数下降(P<0.01),并且感染组C3mRNA的表达量与对应的胚胎植入数存在显著的负相关(r=(0.638,P<0.05)。结论大鼠生殖道感染CT后,妊娠大鼠胚胎植入数降低,而这种变化很可能与子宫局部补体C3的高表达及过量的补体活化有关。     

胚胎着床的过程与机制研究进展

哺乳动物的胚胎着床是胚胎与子宫内膜建立紧密联系的过程,是妊娠的起始和关键步骤,胚胎着床的失败直接导致妊娠失败和不孕。近年来,随着技术的进步,胚胎着床的研究工作取得了长足的进展。本文旨在对近10年取得的和胚胎着床有关的研究成果进行综述,重点关注包括腔上皮和腺上皮的子宫内膜上皮在着床过程中的变化、作用及分子机制,以及上皮细胞与胚胎滋养层细胞和子宫基质细胞之间的相互作用。     

胰岛素样生长因子结合蛋白-7′在大鼠胚胎植入过程中的差异表达与调节

胰岛素样生长因子结合蛋白-7(IGFBP-7)已经证实在人的妊娠过程中起了重要作用,但在大鼠中尚未见报道.在过去的研究中曾利用抑制消减杂交(SSH)方法分析了植入前和植入期的基因表达谱,发现IGFBP-7存在差异表达.通过RNA印迹和原位杂交,分析了IGFBP-7部分序列(编码区531～928nt,称作IGFBP-7′)在大鼠妊娠早期子宫中的时空表达模式.用RT-PCR方法检测了其在不同组织器官及假孕、人工诱导蜕膜化和延迟着床激活大鼠子宫中的表达模式.结果显示:在大鼠妊娠第5天IGFBP-7′mRNA的表达量开始增加,第5.5和6天表达量显著高于植入前期.IGFBP-7′mRNA主要表达于子宫腔上皮和腺上皮.IGFBP-7′mRNA表达无组织特异性,在大鼠的下丘脑、垂体、卵巢、子宫、心、肝、脾、肺、肾等器官均有表达,在假孕的D1～D6大鼠子宫中均有表达,但无显著性差异,诱导蜕膜化后IGFBP-7′mRNA的表达量也无明显变化,但在延迟着床激活的大鼠子宫中表达显著增加.这些结果提示,在植入期IGFBP-7′的表达增加主要是由胚泡引起的,而非蜕膜化.在大鼠妊娠早期,IGFBP-7′的表达增加可能有利于胚胎植入的发生.     

早孕小鼠子宫内膜钙网蛋白的表达规律

采用RT-PCR、间接免疫荧光组织化学、Western 印迹及原位杂交技术分别检测未孕(d0)和妊娠d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7天小鼠子宫内膜中钙网蛋白(calreticulin, CRT)的表达规律, 探讨CRT在胚胎着床中的作用.结果显示CRT mRNA在妊娠小鼠子宫内膜中的表达明显高于未孕小鼠(P <0.05), 且随着妊娠天数的增加呈逐渐增强的趋势.间接免役荧光组织化学结果显示CRT表达于子宫内膜基质细胞、腺上皮以及腔上皮, 并在妊娠第4、5天基质细胞的胞浆中呈现高峰.实验结果提示, CRT在妊娠早期子宫内膜的持续表达, 可能通过调节整合素介导的细胞信号通路而调节胚胎滋养层细胞的黏附、侵袭, 参与胚胎着床.     

表皮生长因子在胚胎围植入期的生理功能

表皮生长因子在哺乳动物妊娠早期的胚胎发育及胚泡植入中具有重要的生物学功能。表皮生长在子通过旁分泌或／和自分泌途径,作为胚胎营养因子促进早期胚胎的发育,并且可能通过激活胚泡和调节子宫接受性从而启动胚泡植入。     

一氧化氮对小鼠胚胎围植入期子宫VEGF及其受体表达的调节

为研究NO在胚胎植入中的作用机理 ,本文采用子宫角注射、原位杂交及Westernblot方法研究了一氧化氮 (NO)在小鼠胚胎植入过程中对血管内皮生长因子 (VEGF)及其受体表达的调节。受试小鼠于妊娠第三天 (D3 )在一侧子宫角内注射一氧化氮合酶 (NOS)抑制剂N 硝基 L 精氨酸甲酯 (L NAME)或者L NAME与NO的供体硝普钠 (SNP)合用 ,另一侧子宫角为对照侧 ;收集并分别检测了D5,D6和D7天小鼠子宫中VEGF及其受体mRNA和蛋白的表达情况。结果显示 :与对照侧相比 ,L NAME处理后小鼠胚胎围植入期子宫中VEGF及其受体mRNA的表达有不同程度的下降 ;对VEGF及其受体蛋白表达水平检测表明 ,抑制的NO产生也使VEGF及其受体蛋白在小鼠围植入期子宫中的表达有不同程度的降低。当NOS抑制剂和NO的供体SNP同时注射小鼠时 ,VEGF及其受体mRNA和蛋白表达都恢复到正常水平。以上结果表明 ,在小鼠胚胎植入中NO可通过调节VEGF及其受体的表达参与血管新生 ,从而对胚胎植入起到调节作用     

细胞周期蛋白D3在兔妊娠早期子宫和胚胎中的表达与调节

利用免疫组织化学及RT—PCR的方法,研究了细胞周期蛋白D3(Cyclin D3)在兔早期妊娠子宫和着床前胚胎中的表达情况,以揭示CyclinD3在兔胚胎着床过程中的可能作用。结果显示：(1)在兔妊娠第3～8天的子宫近肌层的腺上皮中有CyclinD3免疫染色,并且其表达强度在第7天以后呈现下降的趋势,着床的胚胎中未见CyclinD3免疫染色;(2)在第2～5天的假孕兔子宫的腺上皮中有较强的CyclinD3免疫染色;(3)在发情周期的兔子宫中未见其有表达;(4)在切除卵巢的兔中,注射雌激素后子宫中未见CyclinD3免疫染色,注射孕酮后在子宫腺上皮中有CyclinD3免疫染色,在孕酮和雌激素共同处理后的子宫腺上皮中有较强的CyclinD3免疫染色;(5)利用RT—PCR的方法在早期胚胎中均能检测到CyclinD3,但从胚泡期开始表达上升,到扩展胚泡时其表达最强。上述结果表明,CyclinD3的表达可能对兔胚泡的着床具有一定的调节作用。     

胚胎的宫内和异位植入

胚胎植入是一个十分复杂的过程, 被认为是调控女性生育和发展避孕方法最理想的靶点和关键薄弱环节. 近几年, 该领域研究取得一定进展. 然而, 临床上的异位植入对胚胎正常植入的许多理论问题, 特别是对所谓的子宫“特异植入窗口”和子宫内膜-胚胎“特异对话”的概念提出了挑战. 在腹腔异位妊娠病例中, 少部分比例的妇女能完成全部妊娠过程, 生下发育正常的婴儿, 引起生殖生物学家的特别兴趣. 异位植入的事实表明, 对胚胎植入起决定作用的基因或分子可能不是来自母体, 而是来自胚胎, 母体组织只提供了胚胎发育的载体. 在加强正常和异常情况下胚胎植入细胞和分子生物学研究的基础上, 寻找和确定控制着床的内源和外源关键特异分子, 可为有效发展新一代抗胚胎植入特异避孕药物及寻找诊断和治疗异位妊娠提供理论依据.     

人类胚胎对植入的调控

胚胎植入是一个十分复杂的过程,需要胚泡和子宫内膜之间的协同作用。植入过程中,胚泡和内膜之间的通讯和相互作用仍是生殖医学领域中尚未解决的问题。最近的研究取得了一些进展,发现在人类胚胎植入的定位和粘会过程中,胚胎能对子宫内膜上皮的分子,如趋化因子,粘附分子,抗粘附分子和瘦素进行旁分泌调控。     

蛋白激酶H11基因在小鼠子宫中的表达及其性激素调节

为研究蛋白激酶H11基因在生殖系统中的作用,我们采用半定量RT-PCR和原位杂交方法,研究了蛋白激酶H11基因在小鼠中的组织特异性表达,在妊娠初始期胚胎植入位点、妊娠期子宫和胎盘以及正常动情周期子宫中的表达及其受性激素的调节。结果发现:蛋白激酶H11基因在小鼠多种组织中都有表达,在卵巢及子宫等一些生殖相关的组织中表达水平较高;妊娠初始期,蛋白激酶H11基因在小鼠子宫内膜植入位点处有明显的高表达,其mRNA定位于腔上皮细胞和基质细胞中。在动情周期中,蛋白激酶H11基因在动情前期子宫中表达水平较低;卵巢切除模型显示雌激素和孕激素均可显著上调蛋白激酶H11基因的表达。以上结果提示蛋白激酶H11可能参与了胚胎植入过程中腔上皮细胞凋亡和基质细胞增殖与蜕膜化以及动情周期小鼠子宫内膜细胞的功能调节[动物学报51(3):462-468,2005]。     

白细胞介素1β对胚泡植入前后子宫基质金属蛋白酶2(MMP2)表达的影响

采用半定量RT-PCR、免疫组化等方法,对处于胚泡植入前后时期SD妊娠大鼠体内注射超生理剂量的白细胞介素1β(IL-1β),检测处理前后妊娠子宫中基质金属蛋白酶2(MMP2)的表达变化,探讨IL-1β对MMP2表达的影响。统计分析结果,妊娠D4及妊娠D9处理组与对照组无明显差异,妊娠D6处理组MMP2表达明显低于对照组(P<0.01);免疫组织化学检测结果,妊娠D4,MMP2主要表达于子宫腔上皮,基质及腺体表达较少;妊娠D6,对照组MMP2表达主要分布于子宫腔上皮,处理组在子宫腔上皮处MMP2表达降低;妊娠D9,MMP2主要表达于子宫蜕膜层。结果表明,妊娠D6,即胚泡植入时,IL-1β可明显抑制子宫腔上皮MMP2的表达。     

妊娠大鼠子宫和胎盘IL-1 β表达及IFN-γ对其表达的影响

为探讨妊娠过程中白介素 1β (IL 1β)表达的变化及干扰素 γ (IFN γ)对其表达的影响 ,以妊娠Spre qne Dawley大鼠为模型 ,采用逆转录 -聚合酶链反应的方法检测了妊娠不同时期子宫和胎盘IL 1βmRNA表达的动态变化及IFN γ对子宫和胎盘IL 1βmRNA表达的影响。实验结果表明 ,在胚泡植入子宫内膜前 ,子宫组织内IL 1βmRNA的表达较高 ,胚泡刚植入时 ,IL 1βmRNA的表达显著降低 ,之后 ,随着胚胎的发育和胎盘的增生 ,子宫组织内IL 1βmRNA的表达逐渐升高。妊娠早、中、晚期胎盘IL 1βmRNA没有显著性差异。注射超生理剂量的IFN γ后 ,植入前期、植入后期及妊娠中期和妊娠晚期IL 1βmRNA的表达均显著减少 ,胎盘IL 1βmRNA的表达在妊娠晚期出现下降。上述结果提示 ,高剂量的IFN γ对妊娠一定时期的大鼠子宫和胎盘IL 1βmRNA的表达有抑制作用     

激活素A调控人类滋养细胞生物学特性的分子机制及其与胎盘源性妊娠疾病关系的研究进展

在人类妊娠建立过程中,胚胎滋养外胚层细胞与子宫内膜直接接触,严密介导母胎对话,调控胚胎着床、植入宫腔,并逐渐形成维持妊娠期间物质交换、营养供应的胎盘组织。起源于滋养外胚层的一部分滋养细胞(trophoblast)侵袭、迁移进入母体蜕膜组织,重塑子宫螺旋小动脉,对于胎盘形成和母胎血液循环建立至关重要。滋养细胞侵袭、迁移、增殖、凋亡、内皮特性获得等生物学特性异常是胚胎种植失败、自然流产、妊娠滋养细胞疾病、子痫前期、胎儿生长受限等胎盘源性妊娠疾病的重要因素。激活素A(activin A)作为转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族中的一种分泌型蛋白,在妊娠期间母体循环及母胎界面表达丰富,在调控滋养细胞生物学特性以及妊娠的建立和维持中起重要作用。该文主要围绕激活素A调控人类滋养细胞生物学特性的分子机制及其在胎盘源性妊娠疾病中表达改变的研究进展进行综述。     

哺乳动物滋养层细胞在胚胎植入中的作用

胚胎植入是哺乳动物生殖的关键环节,是一个非常复杂的过程.在胚胎植入过程中,多种着床相关因子、激素在母体-胚胎之间进行多重作用,引发复杂的生理作用,从而完成胚胎着床.在母体-胚胎界面上,胎源性滋养层细胞与母体子宫内膜细胞在信号联系（妊娠识别）和组织紧密连接（胚胎植入）过程中起着决定性作用,尤其是胚源性滋养层细胞,在胚胎植入过程中起主导作用.本文通过对滋养层细胞在胚胎植入中的作用的阐述,为进一步阐明胚胎植入的分子机制提供思路.     

肿瘤转移抑制因子基因MRP-1/CD9对小鼠胚胎着床影响的研究

目的研究外源性MRP-1/CD9抗体对小鼠胚胎着床的影响。方法1.将8-细胞小鼠胚胎培养于含不同浓度MRP-1/CD9抗体的培养液中,观察囊胚形成及囊胚脱透明带的情况。2.妊娠D4小鼠子宫角注射MRP-1/CD9抗体,于妊娠D8观察小鼠胚胎植入数量。结果1.体外培养时,MRP-1/CD9抗体显著抑制胚胎的囊胚形成率(1:400,P<0.05)和脱带率(1∶800,P<0.05)。2.宫角注射MRP-1/CD9抗体可以显著提高小鼠胚胎的着床数(8.33±0.15vs4.57±0.21)。结论MRP-1/CD9参入小鼠胚胎的发育及植入。     

沙眼衣原体感染对大鼠早期妊娠的影响

目的检测沙眼衣原体(CT)感染后妊娠大鼠子宫内膜热休克蛋白70(HSP70)和整合素α4β1的表达,探讨CT感染对妊娠的影响.方法取正常未孕大鼠、阴道接种CT后妊娠大鼠和正常妊娠大鼠孕4～8d子宫作切片,采用免疫组织化学方法,研究CT感染对早期妊娠子宫HSP70和整合素α4β1表达的影响.结果 HSP70在未孕及妊娠大鼠子宫均有表达,其主要存在于子宫内膜固有层的基质细胞及蜕膜细胞,整合素α4β1存在于内膜上皮、腺上皮和基质细胞.CT感染后(实验组)妊娠大鼠子宫内膜HSP70的阳性表达在孕4～6d较正常妊娠组(对照组)及未孕组明显增强,差异有显著性(P< 0.01);在孕7～8d与对照组相比无明显差异,但强于未孕组.而整合素α4β1的阳性表达在孕4～6d弱于对照组(孕第5d尤为明显),强于未孕组,差异有显著性(P< 0.01).结论 (1)大鼠生殖道感染CT引起胚泡着床期(4～6d)HSP70的高表达,且主要存在于子宫内膜固有层的基质细胞及蜕膜细胞,内膜上皮、腺上皮中未见表达,推测CT生殖道感染可能影响母体子宫内膜蜕膜细胞的增殖,干扰妊娠,引起不孕或流产.(2)生殖道感染CT引起胚泡着床期整合素α4β1的低表达,并与HSP70表达的变化趋势相反,推测CT生殖道感染可影响孕早期胚泡植入,其不良妊娠结果可能通过HSP70与整合素α4β1的共同作用导致.     

低频超声抗兔早孕的形态学研究

目的探讨低频超声终止妊娠的可能性及其对胎盘形态学的影响。方法利用低频聚焦声束超声(353 kHZ“超声终止早孕治疗机”样机)6种声强各60 s体内直接照射妊娠第10天兔胚胎,妊娠20 d时观察各组胚胎死亡率和胎盘、子宫的形态学变化。结果对照组胚胎总死亡率为12.65%(32/253);照射组中声强30 W/cm2、35W/cm2及≥40 W/cm2组的胚胎死亡率分别为25.00%(12/48)、72.88%(43/59)和100%(64/64、43/43、40/40、35/35)。超声辐照后的即刻改变:光镜下主要为胎盘(绒毛及子宫蜕膜)出血、坏死;电镜下胎盘细胞正常结构消失,子宫平滑肌、内膜上皮细胞中线粒体肿胀。变化随剂量的增加而明显。照射后10 d观察:光镜下见绒毛、蜕膜细胞仍有变性或坏死;电镜下胎盘组织细胞坏死呈致密团块状,子宫内膜上皮、平滑肌及血管内皮细胞均未见异常。结论胎盘较子宫对低频超声更敏感,更易受损,子宫照射后变化轻微且可恢复,低频超声抗早孕是有效而可行的。