子宫内膜间质Menin通过H3K4me3维持WNT信号通路稳态,在着床窗口期支持子宫内膜容受性

Endometrial stromal Menin supports endometrial receptivity by maintaining homeostasis of WNT signaling pathway through H3K4me3 during WOI.

作者信息Xin Xu, Yichen Han, Keer Jin, Weina Xu, Huanyu Zhang, Yana Ma, Xiangjuan Li, Haibin Wang, Mengying Liu, Xiaona Lin
PMID40610728
发布时间2025-07-04
DOI10.1038/s42003-025-08434-9

实验完整度

包含患者样本、原代细胞、类器官/assembloid、小鼠模型和RNA-seq等多层次证据,并有功能验证及机制验证。

主要模型

原代人子宫内膜基质细胞(hESCs) 子宫内膜上皮类器官与基质细胞共培养的assembloid模型 小鼠自然蜕膜化模型 小鼠油诱导人工蜕膜化模型

重点核对

RIF患者与对照子宫内膜样本中Menin表达差异(n=6) shMEN1敲低效率及蜕膜化标志物PRL和IGFBP1的表达变化 LiCl处理剂量(60 mg/kg)及给药时间(D5-D7) ChIP-qPCR验证H3K4me3在SFRP2和DKK1启动子上的富集 IWR-1对WNT信号通路的抑制效果

摘要

子宫内膜容受性失调是导致反复种植失败(RIF)的一个公认的关键因素。子宫内膜中基质细胞的蜕膜化和上皮细胞的分化对于获得子宫内膜容受性至关重要。Menin是H3K4甲基转移酶复合物的独特亚基,通过组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化(H3K4me3)的染色质修饰对基因表达产生细胞特异性效应。我们之前曾报道Menin调控的H3K4me3修饰在小鼠早期妊娠维持中的重要作用。然而,Menin及其与H3K4me3相互作用在调控人类子宫内膜容受性中的生理功能仍知之甚少。在此,我们报道RIF患者子宫内膜间质中Menin表达降低。间质Menin缺失不仅损害基质细胞的蜕膜化,还通过HAND2-FGFs-FGFR轴对上皮细胞的分化产生负面影响。转录组分析显示,基质细胞中MEN1敲低诱导WNT信号通路的异常激活,体内实验表明这与着床部位重量显著减少相关。机制上,Menin缺失通过H3K4me3抑制WNT信号通路负调控因子SFRP2和DKK1的表达。总之,我们的研究将Menin确定为子宫内膜容受性的关键调控因子,增进了对其分子机制的理解,并强调了其在RIF发病机制中的潜在作用。

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
Menin及H3K4me3在调控人类子宫内膜容受性中的生理功能及其与RIF的关系尚不清楚。
核心机制
Menin通过H3K4me3上调WNT通路负调控因子SFRP2和DKK1的表达,抑制β-catenin核积聚,限制WNT信号过度激活,从而维持子宫内膜容受性;同时通过HAND2-FGFs-FGFR轴调节基质-上皮串扰。
主要证据
RIF患者间质Menin表达降低;MEN1敲低损害hESCs蜕膜化并导致上皮细胞过度增殖;RNA-seq显示WNT通路异常激活;ChIP-qPCR证实Menin调控SFRP2和DKK1的H3K4me3修饰;LiCl激活WNT通路在体内损害蜕膜化。
研究意义
该研究将Menin确认为子宫内膜容受性的关键调控因子,并提示其作为RIF患者潜在治疗靶点的可能性。

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

临床样本中Menin表达分析

评估RIF患者与对照组子宫内膜中Menin的表达差异。

通过IHC、WB和qRT-PCR检测RIF患者和对照子宫内膜样本中Menin的表达,并分析其定位。

2

MEN1敲低对hESCs蜕膜化的影响

确定MEN1缺失是否影响人子宫内膜基质细胞的蜕膜化过程。

使用慢病毒介导的shRNA敲低原代hESCs中MEN1,诱导蜕膜化后检测蜕膜化标志物PRL和IGFBP1的表达、细胞形态和增殖。

3

转录组分析

揭示MEN1敲低后hESCs中基因表达变化及相关通路。

对shMEN1和shCtrl hESCs进行RNA-seq,分析差异表达基因并进行GO、GSEA和KEGG通路富集分析。

4

验证WNT信号通路异常激活

确认MEN1敲低是否导致WNT/β-catenin信号通路的过度激活。

通过IF和WB检测β-catenin的核积聚,通过荧光素酶报告基因检测TCF/LEF转录活性。

5

体内验证WNT过度激活对蜕膜化的影响

评估WNT信号通路过度激活对小鼠蜕膜化过程的影响。

在自然蜕膜化模型和油诱导人工蜕膜化模型中,用LiCl处理小鼠以激活WNT通路,观察蜕膜反应和着床部位变化。

6

机制研究:Menin通过H3K4me3调控SFRP2和DKK1

阐明Menin调控WNT信号通路的具体分子机制。

检测MEN1敲低和过表达时H3K4me3水平及SFRP2、DKK1的表达,并通过ChIP-qPCR分析H3K4me3在SFRP2和DKK1启动子上的富集;使用IWR-1抑制WNT通路观察对蜕膜化的恢复作用。

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
I型胶原酶Thermo Scientific17100017
DMEM/F12培养基MeilunbioPWL005
活性炭剥离胎牛血清easyallCMS003.02
抗生素BiosharpBL505A
雌激素Sigma-AldrichE2758
醋酸甲羟孕酮MedChemExpressHY-B0648
8-溴环磷酸腺苷MedChemExpressHY-12306
无酚红DMEM/F12MeilunbioMA0214
嘌呤霉素MeilunbioMA0318
Tris-EDTA溶液Abcamab93684
牛血清白蛋白MeilunbioMB0004
过氧化氢BeyotimeP0100A
二抗Gene TechGK500710
DAB显色试剂----
Triton X-100Sigma-AldrichHFH10
Hoechst 33342InvitrogenH3570
共聚焦激光扫描显微镜ZeissLSM800
RIPA裂解液SolarbioR0020
蛋白酶抑制剂SolarbioP1260
核浆分离试剂盒Thermo Scientific78833
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23225
5×上样缓冲液SolarbioP1040
SDS-PAGE凝胶EpizymePG113
PVDF膜MerckIPVH00010
HRP标记二抗Jackson ImmunoResearch111-035-003
增强化学发光试剂MilliporeWBKLS0500
TRIzol试剂Thermo Scientific15596018CN
RNA快速纯化试剂盒ES ScienceRN001
cDNA合成试剂盒VazymeR223-01
SYBR预混液VazymeQ711
TOPflashAddgene12456
FOPflashAddgene12457
萤火虫荧光素酶检测系统BeyotimeRG005
PRL ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0141
基质胶Corning356231
B27添加剂Thermo Scientific12587010
N2添加剂Thermo Scientific17502048
胰岛素-转铁蛋白-硒Thermo Scientific41400045
烟酰胺MedChemExpressHY-B0150
表皮生长因子PeproTech315-09
成纤维细胞生长因子10Biolegend751006
NogginPeproTech250-38
A83-01MedChemExpressHY10432
Y27632MedChemExpressHY-10071
R-Spondin-1PeproTech315-32
氯化锂Sigma-AldrichL9650
芝麻油Thermo ScientificC24100
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9003
抗H3K4me3抗体Cell Signaling Technology9751

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
RIF患者和对照组样本量均为6例;RIF诊断标准为年龄<40岁,至少3次优质胚胎移植或≥4个优质胚胎后未临床妊娠;对照组为男方因素接受ART的患者;着床窗口期取样时间(孕激素注射后第6天)。
阅读提示:Materials and methods 的 Sample collection
hESCs分离和蜕膜化诱导
子宫内膜组织消化方式(1% I型胶原酶2小时)、原代hESCs培养条件、分化培养基成分(10 nM E2、1 μM MPA、0.5 mM 8Br-cAMP)及处理时间(48-96小时)。
阅读提示:Materials and methods 的 Isolation, culture, and in vitro decidualization of hESCs
MEN1敲低
shRNA序列(5'-CTGTACCTGAAAGGATCATAC-3')、慢病毒感染时间(8-12小时)、细胞密度(约50-70%)、筛选浓度(2 μg/ml 嘌呤霉素)和筛选时长(48小时)。
阅读提示:Materials and methods 的 Isolation, culture, and in vitro decidualization of hESCs
体内LiCl处理
LiCl剂量(60 mg/kg)、给药方式(腹腔注射)、给药时间(D5开始连续3天)、取材时间(D8);动物品系ICR小鼠。
阅读提示:Materials and methods 的 Animals and artificially induced in vivo decidualization
RNA-seq
生物学重复数(3个)、蜕膜化处理时间(96小时)、差异表达分析软件(DESeq2)及显著阈值(校正P<0.05)。
阅读提示:Materials and methods 的 RNA-seq and data analysis
ChIP-qPCR
使用的细胞数(4×10^6)、抗体(anti-H3K4me3 #9751)、染色质剪切量(10 μg)、引物序列(见补充表2)。
阅读提示:Materials and methods 的 Chromatin immunoprecipitation (ChIP)-quantitative PCR (qPCR)