markery receptywności i zastosowania kliniczne
ocena receptywności endometrium zmieniła się drastycznie od czasu ustanowienia kryteriów Noyes dla randkowania histologicznego w 1950 roku . Po zakwestionowaniu klinicznego znaczenia kryteriów patologicznych, bardziej szczegółowe zrozumienie szlaków biochemicznych pod wpływem hormonów steroidowych podczas cyklu miesiączkowego doprowadziło do nowych celów identyfikacji wrażliwości endometrium . Początkowo analizowano pojedyncze cząsteczki. Wraz z pojawieniem się technologii mikromacierzy i masowo równoległego sekwencjonowania RNA nowej generacji, ogromne ilości cząsteczek mogą być analizowane w tym samym czasie, aby dać o wiele pełniejszy obraz środowiska endometrium .
cytokiny biorą udział w wielu procesach cyklu jajnikowego i endometrium i wykazano, że odgrywają kluczową rolę w implantacji. Czynnik hamujący białaczkę (LIF )jest członkiem rodziny IL-6, a jego ekspresja została wykazana w ludzkim nabłonku endometrium w fazie środkowej i późnej wydzieliny. U kobiet o udowodnionej płodności, biopsje endometrium wykazały wzrost ekspresji lif mRNA w okresie od 18 do 28 dnia życia, z maksymalnym poziomem w dniu 20, i wykazały odpowiednie 2,2-krotne zwiększenie wydzielania białka LIF między fazą proliferacyjną i wydzielniczą . IL-6, Inna cytokina wyrażona w endometrium, wykazuje regulowany wzorzec skroniowy w całym cyklu miesiączkowym z najwyższym wykrytym poziomem w fazie lutealnej. Poziom mRNA il-6 wzrasta stopniowo w fazie środkowej i późnej wydzielniczej, a białko IL-6 ulegało silnej ekspresji w komórkach nabłonka luminalnego i gruczołowego w trakcie implantacji. Białko jest silnie zaznaczone. Białko morfogenetyczne kości 2 (BMP2), członek nadrodziny TGF-β, jest po raz pierwszy wykrywane w zrębie otaczającym miejsce przyczepu blastocysty podczas fazy Środkowej wydzieliny. BMP2 jest uważany za krytyczny regulator decidualizacji ze względu na jego rolę w regulacji proliferacji i różnicowania, a także jego ekspresję w okresie implantacji .
płyn owodniowy zawiera bardzo wysokie stężenie (~5 µg/ml) prolaktyny (PRL), która jest wytwarzana przez decidua. Ustalono, że produkcja endometrium PRL rozpoczyna się około 22 dnia cyklu, a jej poziom wzrasta przez cały okres ciąży. Podobnie, wysokie poziomy IGFBP – 1 i LEVEY2 są wytwarzane przez endometrium w fazie wydzielniczej w odpowiedzi na progesteron i ekspresję tych można podsumować in vitro. Biorąc pod uwagę ich obfitość i produkcję podczas cyklu miesiączkowego, białka te służą jako potencjalne markery wrażliwości endometrium, chociaż użyteczność kliniczna nie jest jeszcze jasna .
wykazano, że prostaglandyny (PGs) odgrywają kluczową rolę w udanej implantacji zarodka ze względu na ich właściwości wazoaktywne. Wytwarzanie PGs z kwasu arachidonowego związanego z błoną uzyskuje się przez fosfolipazę cytosolową A2 (cPLA2) i cyklooksygenazę (Cox). Badania u samic myszy pozbawionych enzymów cpla2 lub COX-2 wykazały istotną rolę PGs w implantacji. Ekspresję PGE2 i PGF2 wykryto w endometrium ludzkim we wszystkich stadiach cyklu miesiączkowego, ale zmniejszono ją w fazie późnej wydzielniczej .
kilka integryn zostało zidentyfikowanych jako możliwe markery podatności macicy i stwierdzono, że ulegają zmianom w nabłonku i decidua podczas implantacji. Współekspresja heterodimerów α1β1, ανβ3 i α4β1 wyznacza okres receptywności endometrium, pośrednicząc w mocnym przywiązaniu między zarodkiem a endometrium. Regulowana ekspresja fazy wydzielniczej integryn sugeruje, że hormony steroidowe prawdopodobnie odgrywają rolę w ich obecności; na przykład ekspresja receptora α1β1/lamininy (VLA-1) na nabłonku endometrium w fazie wydzielniczej wskazuje na wzrost regulacji indukowanej progesteronem. Mocne przywiązanie pośredniczone przez integryny generuje również inne ligandy związane z integryną. OPN, ligand ανβ3, znacznie zwiększa regulację w komórkach nabłonka endometrium i pośredniczy w adhezji komórkowej i migracji podczas implantacji zarodka. Kalcytonina, znana jako upregulator ανβ3, jest przejściowo wytwarzana w nabłonku macicy w okresie implantacji. Obniża ekspresję e-kadheryny i promuje wzrost trofoblastów do macicy .
Inna krytyczna glikoproteina endometrium, MUC1, jest czynnikiem zakłócającym adhezję komórkową. MUC1 jest prawdopodobnie pierwszą cząsteczką macicy, którą blastocysta napotyka podczas fazy appozycji, gdzie uważa się, że odpycha zarodek, dopóki czas i miejsce nie będą idealne do mocnego przywiązania. Potwierdza to miejscowa redukcja MUC1 przez progesteron przed implantacją do endometrium myszy. Zmniejszona ekspresja ułatwia interakcję embrion-nabłonek poprzez demaskowanie cząsteczek adhezyjnych komórek na powierzchni endometrium . Podczas pomiaru u ludzi, MUC1 wykazywał zwiększoną ekspresję uogólnioną w okresie okołoimplantacyjnym, co w pewnym stopniu zaprzecza badaniom u innych gatunków.
dwa białka związane z cytoszkieletem, stathmin 1 i aneksyna A2, mają przeciwną regulację w endometrium receptywnym w porównaniu z przed receptywnym. Stathmin 1 jest fosfoproteiną, która reguluje dynamikę mikrotubul podczas progresji cyklu komórkowego, w szczególności w miejscu implantacji zarodka. W receptywnym endometrium człowieka, obniżenie regulacji stathmin 1 wspiera decidualization. Aneksyna A2, cząsteczka powierzchni wierzchołkowej w receptywnym ludzkim endometrium, bierze udział w różnicowaniu komórkowym, regulacji wydzielania prolaktyny i tworzeniu prostaglandyn. Ekspresja aneksyny A2 jest najwyższa w fazie środkowej i późnej wydzielniczej i zmniejszona w fazie przed-receptywnej. Ten wzór ekspresji, wraz z wpływem in vitro na przyczepność zarodka, sugeruje, że aneksyna A2 odgrywa rolę w implantacji .
bcl6, represor transkrypcyjny zmutowany w niektórych chłoniakach, jest związany z zapaleniem i znacznie podwyższone wartości są obserwowane w fazie wydzielniczej u pacjentów z endometriozą i niewyjaśnioną niepłodnością. Dane sugerują, że BCL6 jest związany z opornością na progesteron, co prowadzi do wad implantacji i zwiększonych niepowodzeń IVF . Jest rozwijany jako biomarker diagnostyczny endometriozy.
kanały jonowe i szczeliny w endometrium niedawno wykazały rolę w regulacji receptywności endometrium i implantacji zarodka. Objętość płynu zawierającego elektrolit w świetle macicy zmienia się w całym cyklu miesiączkowym pod wpływem hormonów jajnikowych i jest znacznie zmniejszona w fazie środkowej wydzielniczej, co sprzyja powstawaniu blastocyst-endometrium. Jest to sugerujące wchłanianie płynu przez endometrium w fazie receptywnej. Mukowiscydoza przezbłonowy regulator przewodnictwa (CFTR) pośredniczy w wylewie Cl−efflux, który jest niezbędny do wydzielania płynu nabłonkowego. Wiadomo, że nabłonek endometrium zawiera CFTR, odgrywający aktywną rolę w wydzielaniu endometrium Cl – i płynu. Obniżenie poziomu CFTR przez progesteron w fazie wydzielniczej przyczynia się do zmniejszenia objętości płynu, co pomaga w implantacji zarodka. Nabłonkowy kanał sodowy (ENaC) jest również obecny w endometrium, tworząc gradient sodu i zapewniając siłę napędową absorpcji wody. CFTR ma działanie hamujące na ENaC, więc obniżenie poziomu CFTR podczas fazy wydzielniczej zwiększa wchłanialną aktywność nabłonka endometrium. ENaC jest regulowany przez progesteron, zwiększając właściwości wchłaniające nabłonka endometrium podczas fazy wydzielniczej. Inne kanały jonowe, takie jak K+i Ca2 + oraz transportery jonów, SLC4 i SLC26, pojawiają się jako ważne podmioty w regulacji niektórych procesów implantacji zarodka . Złącza szczelinowe Connexin 43 wydają się również pośredniczyć w transporcie wody i małych cząsteczek (<promień Stokesa 1,2 nm) i różnicowaniu decydującym .
Analiza mikromacierzy tkanki endometrium pozwala na ocenę setek do tysięcy cząsteczek jednocześnie. Analizy genomiczne i proteomiczne zidentyfikowały różne poziomy genów i białek uwikłanych w szeroki wachlarz działań podczas decidualizacji. Markery receptywności są mierzone w warunkach klinicznych, aby uniknąć niepowodzenia implantacji i zapewnić korzystniejszy wynik dla pacjentów stosujących art. Chociaż niektóre z wymienionych biomarkerów zostały niedawno odkryte jako kluczowi gracze w ludzkim endometrium, odkrycia te są obiecujące w lepszym zrozumieniu złożonych interakcji w całej fazie wydzielniczej i oknie implantacji.
aspiracja i ocena wydzielanych płynów macicznych, zwana secretomics, która w dużej mierze przygląda się poziomom białek i lipidów, pozwala na wysokoprzepustową analizę wydzielin endometrium podczas fazy wydzielniczej bez potrzeby biopsji. Chociaż nasze rozumienie technologii mikromacierzy jako związanej z niepłodnością nadal ewoluuje, obecne i przyszłe produkty na rynku prawdopodobnie znajdą zastosowanie kliniczne i zostaną omówione bardziej szczegółowo w dalszej części rozdziału .