单胺氧化酶活性维持子宫内膜单胺稳态并参与胚胎着床和发育

Monoamine oxidases activity maintains endometrial monoamine homeostasis and participates in embryo implantation and development.

作者信息Zhe Yu, Pinxiu Huang, Lemeng Wang, Fanjing Meng, Qiyang Shi, Xiaolan Huang, Lingling Qiu, Haibin Wang, Shuangbo Kong, Jinxiang Wu
PMID39113019
期刊BMC Biol
发布时间2024-08-07
DOI10.1186/s12915-024-01966-2

实验完整度

包括临床样本分析、小鼠在体模型(药物干预、应激模型)及体外HESC蜕膜化模型,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人子宫内膜组织(含RIF和EPF患者样本) 小鼠妊娠子宫和蜕膜组织 永生化人子宫内膜基质细胞系(HESC)

重点核对

人子宫内膜组织中MAOA和MAOB蛋白水平及Epi/NE水平 小鼠妊娠不同天数(D1、D4、D5、D6、D8)子宫中MAOs表达模式 小鼠体内MAOs活性抑制(phenelzine 50 mg/kg/天)对着床和胚胎发育的影响 HESC体外蜕膜化模型中MAOs表达和单胺代谢能力

摘要

背景:单胺氧化酶(MAOs)是催化单胺脱氨反应的酶。目前对该酶的研究主要集中在其在神经精神、神经发育和神经退行性疾病中的作用。事实上,具有A和B两种亚型的MAOs位于线粒体外膜,广泛分布于中枢神经系统和外周组织。已有报道描述了该酶在人类子宫内膜组织中的周期性变化。结果:本研究探讨了MAOs通过维持单胺稳态在子宫内膜容受性建立和胚胎发育中的新作用。在正常条件下,MAOs活性在人类和小鼠的妊娠早期均增强。然而,在病理条件下,MAOs活性降低,并与早期妊娠失败相关。在分泌期,子宫内膜基质细胞分化为蜕膜细胞,通过MAOs代谢单胺的能力增强。过量的单胺导致蜕膜细胞单胺失衡,进而激活AKT信号,降低FOXO1表达,导致蜕膜功能障碍。结论:研究结果表明,子宫内膜容受性依赖于通过MAOs活性维持单胺稳态,且该酶参与胚胎着床和发育。

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
MAOs活性是否通过维持子宫内膜单胺稳态参与子宫内膜容受性建立和胚胎着床发育?
核心机制
MAOs通过代谢单胺维持子宫内膜单胺稳态,其活性降低导致单胺水平升高,激活AKT信号,下调FOXO1表达,引起蜕膜功能障碍,损害子宫内膜容受性,导致着床失败和早期妊娠失败。
主要证据
在RIF和EPF患者子宫内膜中MAOs蛋白水平降低而Epi/NE水平升高(免疫组化、Western blot、ELISA);小鼠抑制MAOs活性导致着床异常和胚胎发育迟缓;体外HESC蜕膜化模型中高浓度Epi(10μM)通过激活AKT/FOXO1通路损害蜕膜化,MAOs抑制剂(phenelzine)可部分逆转。
研究意义
本研究揭示了MAOs在子宫内膜中维持单胺稳态的生理作用,为理解胚胎着床机制提供了新见解,并提示MAOs可能是反复着床失败和早期妊娠失败的潜在干预靶点。

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

临床样本分析

探究RIF和EPF患者子宫内膜中MAOs表达和单胺水平的变化

收集RIF患者分泌中期子宫内膜和EPF绒毛组织,通过免疫组化、Western blot检测MAOA/MAOB蛋白水平,ELISA检测Epi和NE水平。

2

小鼠模型研究

验证MAOs在小鼠着床过程中的动态表达及其对胚胎着床和发育的影响

检测妊娠D1、D4、D5、D6、D8小鼠子宫MAOs表达;建立应激和Epi暴露模型,观察MAOs表达变化;使用phenelzine抑制MAOs活性,观察着床和胚胎发育情况。

3

体外HESC蜕膜化模型

探究蜕膜化过程中MAOs表达变化及其对单胺代谢的作用

用MPA和db-cAMP诱导HESC蜕膜化,检测MAOA/MAOB mRNA和蛋白水平,以及单胺转运体的转录水平;在培养基中添加Epi和NE,检测细胞内外单胺水平。

4

机制验证

验证高浓度Epi对蜕膜细胞功能的影响及其信号通路

用不同浓度Epi(0、5、10 μM)处理HESC,检测蜕膜化标志物PRL和IGFBP1,以及AKT和FOXO1的表达和定位;使用phenelzine抑制MAOs活性,观察对AKT/FOXO1通路的影响。

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
DMEM/F-12培养基Sigma-Aldrich--
活性炭剥离胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
胰岛素-转铁蛋白-硒Gibco--
嘌呤霉素----
醋酸甲羟孕酮Sigma--
双丁酰环磷腺苷Sigma--
苯乙肼CSNpharm--
TRIzol试剂Invitrogen--
ABI 7500序列检测系统Applied Biosystems--
核糖核酸酶ATakara--
NBT/BCIP底物Promega--
核固红溶液Sigma-AldrichN3020
Super Signal West Pico化学发光底物Thermo Scientific--

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
临床样本收集
样本来源(RIF、EPF和对照),子宫内膜周期分期(LH+7),样本量(RIF n=8,EPF n=10),储存条件(-80°C)
阅读提示:Methods: Tissue collection
小鼠模型
小鼠品系(文中未明确说明,但为WT),妊娠天数(D1-D8),phenelzine剂量(50 mg/kg/天),给药方式(未明确说明,可能为腹腔注射),应激模型和Epi暴露模型的具体构建方法
阅读提示:Methods: Mouse models; Figure 2 and 3 legends
HESC培养和蜕膜化
HESC细胞系(ATCC CRL-4003),培养基成分(DMEM/F-12, 10% CS-FBS, 1 mM MPA, 0.25 mM db-cAMP),分化时间(D0-D6),Epi浓度(0, 5, 10 μM),phenelzine浓度(10 μM)
阅读提示:Methods: Immortalized HESC culture and treatments
MAOs活性干预
phenelzine剂量(50 mg/kg/天)给药时间(着床前或着床后),着床后干预模型的构建(图3D)
阅读提示:Methods: Mouse models; Figure 3 legend