使用孕激素受体-Cre小鼠模型研究AKT亚型在蜕膜化和胚胎植入中的作用

The roles of AKT isoforms in decidualization and embryo implantation using a Progesterone Receptor-Cre mouse model†

作者信息Pascal Adam, François Fabi, Sophie Parent, Léa-Isabelle Renaud, Monique Cadrin, Eric Asselin
PMID40143411
发布时间2025-06-15
DOI10.1093/biolre/ioaf062

实验完整度

包含人工蜕膜化、正常妊娠、组织学、免疫组化、Western blot和统计分析等多个证据层级,并进行功能验证。

主要模型

PGR-Cre/AKT亚型敲除小鼠 假妊娠小鼠模型 妊娠小鼠模型

重点核对

AKT1–2 KO小鼠人工蜕膜化成功率5% AKT1–2 KO小鼠植入位点平均1个 pAKT水平在AKT1–2 KO中升高 pGSK3B水平在AKT1–2 KO中升高 pP70S6K水平在AKT1–2 KO中降低

摘要

植入是一个复杂的过程,需要准备就绪、接受性的子宫内膜,这依赖于基质细胞的同步蜕膜化。在此过程中,细胞增殖和凋亡受到信号因子(包括PI3K/AKT通路的存活和增殖)的严格调控。三种AKT亚型各自发挥不同的生理作用,但它们在子宫内膜细胞存活和凋亡中的具体功能仍不清楚。我们假设,为了成功植入,每种AKT亚型在蜕膜化过程中对子宫内膜具有不同的作用,且这一作用在整个过程中会变化。为了探索这一点,我们开发了一种独特的PGR-Cre组织特异性小鼠模型,具有每种AKT亚型的单敲除和联合敲除(KO)。利用假妊娠期间的人工蜕膜化和正常妊娠,我们研究了每种AKT亚型的特异性活性及其下游靶点,以评估AKT通路的作用。我们的结果表明,AKT1–2 KO基因型在假妊娠期间未能蜕膜化,并且植入位点数量减少。有趣的是,AKT3在AKT1–2 KO小鼠中被过度磷酸化,并成为整个蜕膜化过程中的主要活性亚型,特别通过GSK3B发出信号。这项研究表明,AKT1和AKT2在蜕膜化和胚胎植入过程中具有不同但部分冗余的作用。我们提出,AKT通路在生育能力中发挥重要作用,更深入地了解其在蜕膜化中的参与可能有助于改进解决生育问题的策略。这些发现强调了AKT活性在小鼠生育力细胞和分子调控中的重要性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
AKT亚型在蜕膜化和胚胎植入中的具体作用是什么?
核心机制
AKT1和AKT2在蜕膜化过程中发挥部分冗余作用,AKT3是主要的活性亚型,通过GSK3B信号;AKT3的过度磷酸化可能通过抑制PTGS2表达来反对蜕膜化。
主要证据
通过PGR-Cre小鼠模型进行人工蜕膜化和正常妊娠实验,结合组织学、免疫组化和Western blot,发现AKT1–2 KO小鼠蜕膜化失败、植入位点减少,并伴有AKT3过度磷酸化。
研究意义
AKT通路在生育中起重要作用,了解其机制可能有助于改进生育问题的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立AKT亚型特异性敲除小鼠模型

创建具有不同AKT亚型敲除的PGR-Cre小鼠模型,以研究各亚型在蜕膜化中的作用。

通过PGR-Cre与AKT-flox等小鼠杂交,产生AKT1、AKT2条件性敲除和AKT3系统性敲除的组合模型,基因型通过PCR确认。

2

人工诱导蜕膜化

利用假妊娠模型中的人工蜕膜化,比较不同AKT亚型敲除后蜕膜化的成功率和形态学改变。

对假妊娠第4天的小鼠右子宫角注射芝麻油,左子宫角作为对照,第8天收集子宫进行组织学检查,评估蜕膜化成功率。

3

分析蜕膜化后的表型

评估蜕膜化后子宫内膜的形态学、蛋白定位和表达差异。

使用H&E染色和免疫组化分析蜕膜化组织的结构和标志蛋白(如IGFBP1、ESR1、PGRA/B、PTGS2、LIF)的表达和定位。

4

检测AKT亚型表达和活性

确定蜕膜化过程中各AKT亚型的表达和磷酸化水平。

通过免疫组化检测AKT蛋白定位,Western blot检测pAKT和AKT总蛋白水平,以及下游靶点的磷酸化状态。

5

评估假妊娠第4天AKT活性

研究蜕膜化诱导前AKT亚型活性的调节。

在第4天假妊娠,人工蜕膜化之前,收集子宫,通过Western blot检测pAKT、总AKT、pGSK3B、FOXA2、PTGS2和LIF的表达。

6

分析正常妊娠中的植入位点

评估正常妊娠中AKT亚型敲除对植入位点和相关蛋白表达的影响。

将雌性小鼠与可育雄性交配,第6天收集子宫,计数植入位点,并通过Western blot和免疫组化分析蛋白表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
芝麻油Sigma-AldrichS3547
曙红YSigma-AldrichHT110216
Permount封片剂Fisher ScientificSP15
正常山羊血清Cell Signaling Technology5425
SignalStain增强检测试剂Cell Signaling Technology8125
SignalStain DAB底物试剂盒Cell Signaling Technology8059
Immu-Mount封片剂Thermo Fisher Scientific--
cOmplete蛋白酶抑制剂混合物Roche Applied Science--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Roche Applied Science--
DC蛋白定量试剂盒IIBio-Rad5000112
SuperSignal West Femto底物Thermo Fisher Scientific--
抗β-肌动蛋白-过氧化物酶抗体Sigma-AldrichA3854
HRP连接的二抗Cell Signaling Technology7074
IGFBP1抗体Cell Signaling Technology31025
孕激素受体A/B抗体Cell Signaling Technology8757
PTGS2(COX2)抗体Cell Signaling Technology12282
AKT抗体Cell Signaling Technology4691
pAKT底物抗体Cell Signaling Technology9614
FOXO1抗体Cell Signaling Technology2880
NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
FOXA2抗体Cell Signaling Technology8186
雌激素受体α抗体Santa Cruz Biotechnologysc-542
白血病抑制因子(LIF)抗体Thermo Fisher ScientificPA5-115510
pAKT抗体Cell Signaling Technology4060
pGSK3B抗体Cell Signaling Technology5558
GSK3B抗体Cell Signaling Technology12456
pP70S6K抗体Cell Signaling Technology9234
P70S6K抗体Cell Signaling Technology9202
PAR-4抗体Cell Signaling Technology2328
BAD抗体Cell Signaling Technology9292
Phire动物组织直接PCR试剂盒Thermo Fisher Scientific--
HistoCore AUTOCUT切片机Leica Microsystems--
OPTIKA显微镜(B290TB)OPTIKA--
C-B5相机OPTIKA--
Epi Chemi II成像仪UVP BioImaging Systems--
BioChemi制冷相机UVP BioImaging Systems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
人工蜕膜化
芝麻油注射体积和日龄(20 μL,第4天),假妊娠的确认(阴道栓),子宫收集时间(第8天)
阅读提示:Materials and Methods: Artificial decidualization and implantation sites
植入位点分析
交配确认(阴道栓),植入位点计数时间(第6天),每组至少5只小鼠
阅读提示:Materials and Methods: Artificial decidualization and implantation sites; Results: Isoform-specific role of AKT in implantation sites
免疫组化
抗原修复条件(压力锅15分钟),抗体稀释度(见原文),DAB显色时间(1-10分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry
Western blot
蛋白上样量(30 μg),抗体稀释度(见原文),内参(β-actin)
阅读提示:Materials and Methods: Western blot
统计分析
植入位点数据使用单因素方差分析和Tukey事后检验,蜕膜化成功率使用二项检验
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis