胚胎植入的调节及其体外模型的构建

摘要

论文分为两大部份：第一部分(第三章)讨论了细胞因子对早期胚胎发育和植入的作用机制；第二部分(第四章和第五章)研究了细胞外基质对滋养层分化和侵润能力的调节作用。 1：白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor，LIF)是一种与胚胎植入密切相关的细胞因子。本试验利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)对家兔植入前期胚胎中LIF及其受体(LIFreceptor,LIFR)基因的转录模式进行检测，并通过Western杂交对相应时期子宫内膜组织中LIF和LIFR的表达进行定量分析。结果显示，LIFR在桑椹期和胚泡期胚胎中均有表达，而LIFmRNA仅在胚泡期出现，这表明胚源性LIF可通过自分泌来调节胚泡的形成。家兔子宫内膜LIF和LIFR的表达量在植入前期逐步升高，并在胚泡植入前(妊娠6.5天)达到各自的峰值，这说明妊娠早期的子宫内膜和胚胎之间可能存在以旁分泌形式互作的LIF循环，该机制对胚胎——母体应答以及胚泡植入有重要意义。本文描述了LIF和LIFR基因在家兔早期胚胎和子宫内膜组织中的阶段特异性动态表达模式，预示该因子对家兔胚胎的早期发育和植入过程具有重要的调节作用。 2：滋养层细胞降解子宫内膜上皮基底膜并侵入内膜基质是胚胎植入的关键步骤。这一生理过程部分依赖于滋养层细胞分泌的可以降解细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)的蛋白酶。本研究利用小鼠滋养层干细胞(trophoblaststemcells，TS细胞)系来研究滋养层细胞的分化、侵润以及它们与ECM的互作。TS细胞系来源自胚泡或是早期植入后胚胎，可在含有原代鼠胚成纤维细胞条件培养基(primarymouseembryonicfibroblast-conditionedmedium，MEF-CM)和成纤维细胞生长因子-4(fibroblastgrowthfactor-4，FGF-4)的培养条件下增殖并维持其干细胞特性，在去除上述因子后则会分化衍生出多种类型的滋养层细胞。侵润性分析的结果表明，TS细胞的侵润能力伴随着分化而增强，与之相应的是基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase，MMP)-9和Mmp-14表达水平的上调。具有侵润能力的细胞主要是滋养层巨大细胞，也含有少量的成胶质滋养层细胞。在富含ECM成分的重组基底膜Matrigel上培养的TS细胞呈现出与在无覆盖表面上不同的形态特征和基因表达模式。分化培养条件下的TS细胞表现出增强的侵入Matrigel的能力。在于细胞培养条件下，与塑料表面上的培养相比，Matrigel可促进TS细胞的分化，使成胶质滋养层细胞数目增多，同时还上调Mmp-9和其抑制因子Timp-3的表达。由于TS细胞在体外分化和调节的模式，及其与ECM互作的形态和相关基因表达与活体内胚胎滋养层的分化和植入有许多相似之处，本研究认为滋养层干细胞与ECM的共培养系统可以作为研究小鼠滋养层分化和植入母体调节机制的体外模型。 此外，本实验还初步研究了MEF-CM和FGF-4各自对TS细胞分化的影响。结果显示，MEF-CM对TS细胞分化的调节作用是独特的，主导性的，单独FGF-4的作用不能抑制TS细胞的分化。MEF-CM中含有的与分化相关的活性物质可能是蛋白因子。

目录

论文说明：图表目录

摘要

第一章文献综述胚源性干细胞系的建立，维持和分化调节

1.前言

2.早期胚胎发生中的细胞谱系

3.来源自胚泡的干细胞

3.1胚胎干细胞

3.2滋养层干细胞

3.3原始内胚层干细胞

4.干细胞特性的分子基础

5.胚源性干细胞的应用前景

6.结语

第二章论文研究的目的和意义

第三章白血病抑制因子及其受体基因在家兔早期胚胎和子宫组织中的表达和调控

1.前言

2.试验材料与方法

2.1仪器和试剂

2.2样品收集

2.3 RNA抽提

2.4 RT-PCR

2.5 PCR引物

2.6 Western杂交

2.7试验数据的统计和分析

3.实验结果与分析

3.1 LIF和LIFR在家兔植入前期胚胎中的转录

3.2 LIF和LIFR在家兔子宫上皮组织中的表达

4.讨论

第四章滋养层干细胞的体外分化及其调节

1.前言

2.实验材料和方法

2.1仪器和试剂

2.2细胞系

2.3条件培养基

2.4 RNA分析

2.5侵润性分析

2.6形态学观察及纪录

2.7试验数据的统计和分析

3.实验结果与分析

3.1分化和未分化TS细胞的形态差异

3.2标记基因在滋养层干细胞分化过程中的表达和调控

3.3 TS细胞的侵润能力与分化的关系

3.4侵润性细胞的组成类型

3.5鼠胚成纤维细胞条件培养基和FGF-4对TS细胞培养的影响

3.6鼠胚成纤维细胞条件培养基和FGF-4对TS细胞标记基因的调控

3.7鼠胚成纤维细胞条件培养基和FGF-4对TS细胞侵润能力的调节

3.8其它条件培养基对TS细胞侵润能力的调节

3.9无蛋白鼠胚成纤维细胞条件培养基对TS滋养层细胞侵润能力的调节

4讨论

第五章滋养层干细胞与细胞外基质的互作

1.前言

2.实验材料和方法

2.1仪器和试剂

2.2滋养层干细胞系培养

2.3 RNA分析

2.4形态学观察及纪录

2.5试验数据的统计和分析

3.试验结果和分析

3.1 TS细胞在Matrigel上培养时的形态变化

3.2 Matrigel对TS细胞分化的影响

3.3 MMP在TS细胞分化过程中的表达调控

3.4 TIMP在TS细胞分化过程中的表达调控

4.讨论

第六章总结

参考文献

研究生期间发表论文情况

致谢

附录