張麗英,王連邦,馮需輝,單春華
1.東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,哈爾濱150040;
2.廈門(mén)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廈門(mén)361005
轉(zhuǎn)錄因子在哺乳動(dòng)物圍著床期的作用
張麗英1,王連邦1,馮需輝2,單春華1
1.東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,哈爾濱150040;
2.廈門(mén)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廈門(mén)361005
胚胎著床是非常復(fù)雜的生理過(guò)程,既需要胚胎具有著床能力,又需要子宮處于接受態(tài)。在圍著床期,很多轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)發(fā)生變化。一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子可以調(diào)控多個(gè)靶基因,一個(gè)基因也可同時(shí)受到多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控,從而形成復(fù)雜的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制,這對(duì)胚胎著床是非常重要的。文章對(duì)在圍著床期起重要作用的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了綜述。
胚胎著床;轉(zhuǎn)錄因子;蛻膜化;子宮接受態(tài)
胚胎著床的關(guān)鍵是處于活化態(tài)胚胎與處于接受態(tài)子宮相互識(shí)別,建立緊密的聯(lián)系。圍著床期主要包括著床前期(對(duì)小鼠而言指妊娠第1~4天)、著床期(對(duì)小鼠而言指妊娠第4~5.5天)、著床后期(對(duì)小鼠而言指妊娠第5.5天以后)。成年雌鼠與雄鼠交配后,以見(jiàn)栓當(dāng)日為妊娠第1天(詳見(jiàn)圖1)。在圍著床期間,許多轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)發(fā)生變化,主要是通過(guò)調(diào)控子宮或胚胎中的相關(guān)基因,直接或間接地影響蛻膜化等胚胎著床進(jìn)程。
圖1 胚胎著床過(guò)程同品系的雌鼠與雄鼠交配誘導(dǎo)妊娠,次日見(jiàn)栓確認(rèn)為妊娠第1天,胚胎在妊娠第4天午夜著床,此時(shí)為妊娠第4.5天。著床期指妊娠第4天到妊娠第5.5天,著床前期指妊娠第1天到妊娠第4天,著床后期指妊娠第5.5天以后Fig.1The process of embryo implantationAdult females were mated with fertile males of the same strain to induce pregnancy(day 1=day of vaginal plug),embryo implants on the midnight of day 4,when it is day 4.5 of pregnancy.Implantation:from day 4 to day 5.5 of pregnancy; pre-implantation:from day 1 to day 4 of pregnancy;post-implantation:after day 5.5 of pregnancy
同源盒基因通過(guò)與DNA結(jié)合激活或抑制靶基因,調(diào)節(jié)多基因家族的轉(zhuǎn)錄,決定細(xì)胞的定向分化與增殖,調(diào)控胚胎發(fā)育。同源盒基因A10(homeboxA10,HOXA10)、同源盒基因A11(homebox A11,HOXA11)和H6同源異型框3(H6 homeobox 3,Hmx3)在胚胎著床前期發(fā)揮重要作用。
小鼠早期妊娠第1~2天,HOXA10在子宮腔上皮和腺上皮強(qiáng)表達(dá);第3天,在子宮腔上皮和腺上皮的表達(dá)量下降,但在上皮下的間質(zhì)細(xì)胞開(kāi)始表達(dá);第5~8天,只在蛻膜細(xì)胞表達(dá);當(dāng)間質(zhì)細(xì)胞在第8天完成了蛻膜反應(yīng)后,表達(dá)量開(kāi)始下降[1]。HOXA10是著床過(guò)程中孕酮發(fā)揮作用的介導(dǎo)分子。HOXA10敲除的小鼠基質(zhì)細(xì)胞不能進(jìn)行蛻膜化,從而導(dǎo)致不育,但仍能夠啟動(dòng)胚泡的黏附[2]。狒狒子宮內(nèi)膜中,轉(zhuǎn)錄因子FKHR和HOXA10共同作用導(dǎo)致胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-1(insulin-like growth factor binding protein-1,IGFBP-1)表達(dá)。IGFBP-1是蛻膜化細(xì)胞的一個(gè)主要產(chǎn)物,并在蛻膜化和滋養(yǎng)層細(xì)胞侵入的交互作用中起關(guān)鍵作用[3~4]。HOXA10基因的蛋白產(chǎn)物可直接調(diào)控子宮內(nèi)膜接受性的標(biāo)志分子——整合素β3的表達(dá),當(dāng)HOXA10表達(dá)降低時(shí),整合素β3 mRNA表達(dá)也隨之降低[5]。HOXA10可能通過(guò)調(diào)控整合素β3、IGFBP-1等基因從而影響子宮內(nèi)膜接受態(tài)的建立。
HOXA11對(duì)建立子宮接受態(tài)及促進(jìn)胚泡的著床是非常重要的。Gendron等[6]用原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn),妊娠第4天的小鼠子宮內(nèi)HOXA11出現(xiàn)峰值;胚泡植入后(妊娠第5~8天),內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞仍有持續(xù)表達(dá)。HOXA11敲除的小鼠能正常排卵和受精,受精卵也可正常發(fā)育成胚泡,但胚泡不能植入子宮。HOXA11基因敲除的小鼠子宮發(fā)育不全,白血病抑制因子(leuckemia inbibitory factor,LIF)不表達(dá),幾乎無(wú)腺體,著床和蛻膜化有缺陷[7]。HOXA11可能通過(guò)影響LIF等著床相關(guān)基因的表達(dá),改變子宮妊娠環(huán)境,進(jìn)一步影響胚胎著床。在人類(lèi)胚胎的著床過(guò)程中,HOXA10和HOXA11 mRNA的峰值出現(xiàn)與子宮內(nèi)膜接受態(tài)窗口一致,這種分布及其作用與小鼠相似。在前三個(gè)月中,HOXA10和HOXA11持續(xù)在蛻膜化區(qū)表達(dá),但是在妊娠三個(gè)月后,沒(méi)有檢測(cè)到HOXA11的表達(dá)[8]。
大多數(shù)Hmx3異常的雌性小鼠具有生殖缺陷。Hmx3在妊娠子宮的肌層中呈基礎(chǔ)性表達(dá)。Hmx3(-/-)的雌鼠可以受精,并且胚胎經(jīng)歷正常的著床前發(fā)育,但不能著床,隨后死亡,然而胚胎可在野生型假孕的雌鼠子宮內(nèi)成功著床。Hmx3(-/-)小鼠,88%不孕,原因是沒(méi)有著床位點(diǎn)或者蛻膜腫脹。Hmx3(-/-)小鼠的子宮組織外觀正常,但包括Wnt(wingless-related MMTV integration site)基因在內(nèi)的著床標(biāo)志分子的表達(dá),與野生型鼠相比在著床過(guò)程中有所不同:Wnta5不是在宮腔上皮激活而異位于間質(zhì),Wnt7a和Wnt4在子宮肌層和腺上皮不再被激活,LIF仍然維持低水平表達(dá)。即使是妊娠期,LIF在腺上皮或其他子宮組織的表達(dá)也不再增加[9]。Hmx3可能通過(guò)影響LIF等著床級(jí)聯(lián)基因的表達(dá)來(lái)發(fā)揮作用。
核受體是一類(lèi)能與順式作用元件結(jié)合的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子超家族,需要通過(guò)配體的作用才能激活,主要調(diào)控發(fā)育、細(xì)胞分化、生殖等相關(guān)基因的表達(dá)。其中孕酮受體(progesterone receptor,PR)、雌激素受體α(estrogen receptor α,ERα)、雌激素受體β(estrogen receptor β,ERβ)與胚胎的著床緊密相關(guān)。
PR包括PR-A和PR-B兩個(gè)亞型,是由同一基因的不同轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)編碼產(chǎn)生的。PR在胚胎著床過(guò)程中表達(dá)變化明顯,在小鼠早期妊娠第1~2天,只在子宮上皮細(xì)胞中低表達(dá);第3~4天表達(dá)部位擴(kuò)展到基質(zhì)細(xì)胞中;第5天胚泡著床時(shí),PR僅在著床位點(diǎn)下的基質(zhì)中表達(dá);第6~8天在蛻膜化細(xì)胞中表達(dá)。單獨(dú)敲除PR-A基因(較短的)的小鼠,由于不能發(fā)生蛻膜反應(yīng)而導(dǎo)致著床失敗,并存在卵巢功能障礙。單獨(dú)敲除PR-B(較長(zhǎng)的),小鼠體內(nèi)與妊娠有關(guān)的腺體發(fā)育異常。同時(shí)缺失PR-A和PR-B兩種基因的PR(-/-)鼠出現(xiàn)了很多生殖上的缺陷,包括排卵作用受損、子宮增生、缺少蛻膜化[10]。PR需要SRC家族成員及FK506結(jié)合蛋白(FK506-binding protein,F(xiàn)kbp52)的輔助,才能更好的調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄,體外Fkbp52能上調(diào)PR的活性。在小鼠妊娠早期,F(xiàn)kbp52的表達(dá)情況也與PR相似,F(xiàn)kbp52基因敲除的小鼠,PR的轉(zhuǎn)錄活性下降,兩性調(diào)節(jié)蛋白、組氨酸脫羧酶和Ihh(Indian hedgehog)等一些受孕酮調(diào)節(jié)的基因表達(dá)減弱[7]。
雌激素受體存在兩個(gè)主要的亞型:ERa和ERβ[11]。它們既可以通過(guò)經(jīng)典的ERE途徑,也可通過(guò)非經(jīng)典途徑與其他轉(zhuǎn)錄因子〔如轉(zhuǎn)錄活化蛋白-1(activatorprotein-1,AP-1)、特異性蛋白1(specificity protein 1,Sp1)、核因子kβ(Nuclear factor-kappa β,NF-κβ)等〕相互作用,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[12]。小鼠早期妊娠第1~2天,ERa mRNA在子宮腔上皮和腺上皮表達(dá);第3~4天于基質(zhì)細(xì)胞中表達(dá);第5天,于腔上皮和腺上皮中高表達(dá),著床點(diǎn)下面的基質(zhì)中表達(dá)下降;第6~8天,在次級(jí)蛻膜和系膜側(cè)的基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)[13]。ERa(-/-)的小鼠由于卵巢或子宮發(fā)育不全而不育。對(duì)ERa(-/-)小鼠子宮注油處理,可誘導(dǎo)產(chǎn)生蛻膜化反應(yīng)中涉及的基因和信號(hào)通路,如PR、HOXA10、環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase2,COX 2)和LIF。通常,PR、HOXA10、COX2或LIF基因改變的小鼠缺少蛻膜化反應(yīng)。人為處理蛻膜化后,ERa(-/-)鼠與野生型鼠相比,PR和HOXA10 mRNA水平?jīng)]改變,PR蛋白在基質(zhì)中被誘導(dǎo);LIF表達(dá)增加;COX2蛋白和mRNA表達(dá)量增加。ERa(-/-)鼠不能夠起始并支持著床,或許更多的是由于粘附反應(yīng)的失敗[14]。ERa在圍著床期很可能通過(guò)調(diào)控參與控制粘附反應(yīng)基因的表達(dá)而影響胚胎著床,但具體的機(jī)制還不清楚。ERβ mRNA在小鼠早期妊娠子宮中幾乎檢測(cè)不到。ERβ基因敲除后子宮功能正常,仍可以接受胚泡著床[11]。所以在胚胎著床過(guò)程中ERa發(fā)揮主要作用。
STAT家族至少有6種不同的STAT。它們廣泛表達(dá)于不同類(lèi)型的細(xì)胞和組織中,在調(diào)節(jié)發(fā)育、分化、增殖和細(xì)胞凋亡等生物學(xué)功能方面起著重要作用。目前發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)在調(diào)控子宮內(nèi)膜細(xì)胞蛻膜化及胚胎植入方面發(fā)揮著重要作用。
在小鼠早期妊娠第4天夜里,STAT3僅于子宮腔上皮發(fā)生較強(qiáng)的磷酸化,而同期的假孕小鼠子宮中檢測(cè)不到磷酸化;第5天著床位點(diǎn)的基質(zhì)和胚泡周?chē)那簧掀ぐl(fā)生較強(qiáng)的磷酸化,非著床位點(diǎn)僅有基礎(chǔ)水平的磷酸化[15]。STAT3通過(guò)很多信號(hào)通路對(duì)胚胎著床過(guò)程產(chǎn)生影響。STAT3可以通過(guò)JAK/STAT途徑參與子宮內(nèi)膜容受性的建立和胚胎的植入[16]。胚胎植入子宮內(nèi)膜時(shí)需要金屬蛋白酶參與蛻膜化過(guò)程,調(diào)控金屬蛋白酶的組織抑制因子含有能被STAT3識(shí)別的啟動(dòng)子[17]。STAT3還可能通過(guò)調(diào)控金屬蛋白酶組織抑制因子的表達(dá)來(lái)影響子宮內(nèi)膜基質(zhì)的重塑,從而參與子宮接受態(tài)的建立。
基本轉(zhuǎn)錄元件結(jié)合蛋白(basic transcription element-binding protein,BTEB)屬于Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一,是參與真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的鋅指蛋白,主要通過(guò)羧基末端鋅指結(jié)構(gòu),與靶基因啟動(dòng)子區(qū)的GC或GT/CACC box結(jié)合,從而調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄。Snail家族成員編碼具有鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子,它們?cè)谂咛ブ病⑴咛グl(fā)生、腫瘤發(fā)生、細(xì)胞命運(yùn)決定、細(xì)胞周期調(diào)控等生理或病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
基本轉(zhuǎn)錄元件結(jié)合蛋白-1(basic transcription element-binding protein-1,BTEB-1)在早期妊娠子宮中與孕酮受體共表達(dá)。通過(guò)對(duì)野生型和BTEB1(-/-)妊娠第1~6天小鼠子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖(BrdU標(biāo)記)、細(xì)胞凋亡(TUNEL)及PR表達(dá)(免疫組化)的檢測(cè),Michael等[18]發(fā)現(xiàn)BTEB1(-/-)鼠腔上皮BrdU標(biāo)記的PR細(xì)胞數(shù)目的百分比在第4天出現(xiàn)高峰(野生型在第3天),腺上皮則與野生型一樣在第3天出現(xiàn)高峰但會(huì)多持續(xù)一天。野生型BrdU標(biāo)記的PR細(xì)胞數(shù)目百分比在第3天出現(xiàn)高峰,這對(duì)于維持到第5天的高水平是非常必要的,但BTEB1(-/-)的峰值卻出現(xiàn)在第4天。另外,野生型小鼠PR陽(yáng)性的基質(zhì)細(xì)胞數(shù)目與腔上皮增殖的數(shù)目負(fù)相關(guān),而B(niǎo)TEB1(-/-)小鼠見(jiàn)栓前三天沒(méi)有檢測(cè)到這種現(xiàn)象。Michael等認(rèn)為這些變化導(dǎo)致準(zhǔn)備著床的胚胎和子宮內(nèi)膜發(fā)育不同步,從而支持了BTEB1(-/-)鼠不育的觀點(diǎn),并認(rèn)為BTEB1通過(guò)調(diào)節(jié)孕酮受體轉(zhuǎn)錄活性,參與由孕酮受體調(diào)控的腔上皮的增殖,這對(duì)創(chuàng)建成功著床的子宮接受態(tài)是非常重要的。
Snail在小鼠早期妊娠第1~4天子宮中表達(dá)水平很低;第5天,在著床胚胎周?chē)幕|(zhì)細(xì)胞中瞬時(shí)強(qiáng)表達(dá),非著床位點(diǎn)則檢測(cè)不到[19],假孕的小鼠子宮中檢測(cè)不到其表達(dá)。當(dāng)胚胎處于休眠狀態(tài)時(shí),無(wú)Snail表達(dá),用雌激素處理啟動(dòng)胚胎著床后,檢測(cè)到Snail的特異表達(dá)。Vega等[20]認(rèn)為Snail通過(guò)抑制Cyclin D2的轉(zhuǎn)錄來(lái)阻斷細(xì)胞周期而抵抗細(xì)胞死亡,因?yàn)镃yclin D2基因啟動(dòng)子包含兩個(gè)Snail結(jié)合的E-box,而且該區(qū)域在小鼠、人、大鼠上是保守的。另外,Herfs等[21]證明Snail基因能夠抑制緊密連接的相關(guān)蛋白的表達(dá),因此,在胚胎著床位點(diǎn)處表達(dá)的Snail,不僅可防止該處的細(xì)胞發(fā)生死亡,還可阻止在該處形成緊密連接,從而有利于胚胎穿過(guò)內(nèi)膜,與血管建立聯(lián)系。
Slug是Snail鋅指轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一。杜芳等[22]通過(guò)RT-PCR和免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn),Slug在小鼠早期妊娠第1~3天的上皮和基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)逐漸增加;第4天達(dá)到高峰;第5天表達(dá)開(kāi)始下降;第6~7天弱表達(dá)。高表達(dá)的Slug與E-鈣黏蛋白啟動(dòng)子近端的E-box相互作用,從而抑制E-鈣黏蛋白的表達(dá),這有利于上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化,增加滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲能力,也利于子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞獲得接受性[23]。E-鈣黏蛋白的抑制也會(huì)使細(xì)胞連接復(fù)合體減少,從而影響細(xì)胞間的粘連和信號(hào)的傳導(dǎo),所以杜芳等認(rèn)為Slug的表達(dá)利于胚泡對(duì)母體子宮內(nèi)膜的侵入。
ETS轉(zhuǎn)錄因子在腫瘤的侵入轉(zhuǎn)移和血管生成過(guò)程中發(fā)揮重要作用,其亞家族PEA3調(diào)節(jié)很多與生殖功能相關(guān)的基因,如COX2和蛋白酶等。PEA3成員ERM、ER81、PEA3在第4~5天的小鼠圍著床期子宮內(nèi)表達(dá)水平較高,且ERM在妊娠第4天的上皮和基質(zhì)中高表達(dá)、第5天的基質(zhì)和子宮腺體上高表達(dá);ER81和PEA3在第1、4、5天低表達(dá),幾乎檢測(cè)不到;第8天,ERM和PEA3主要在胚胎上表達(dá),母體蛻膜處低水平表達(dá),ER81在子宮系膜蛻膜的血管床高表達(dá)。Koo等[24]認(rèn)為ERM涉及到早期著床事件,ER81涉及母體后來(lái)的胎盤(pán)脈管系統(tǒng)的形成,PEA3與早期胚胎形態(tài)發(fā)生有關(guān)。PEA3在許多腫瘤細(xì)胞中調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子[25]、表皮生長(zhǎng)因子[26]等基因的表達(dá),但在胚胎著床過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制仍不清楚。
過(guò)氧化物酶體增殖因子活化受體δ(peroxisome proliferator activated receptorδ,PPARδ)參與胚胎著床過(guò)程。PPARδ在小鼠早期妊娠的第1~4天表達(dá)水平極低,第5天僅在著床胚泡周?chē)幕|(zhì)中表達(dá),假孕小鼠第5天子宮中則沒(méi)有相應(yīng)的表達(dá)。大鼠中,PPARδ僅在妊娠第6天子宮的胚胎著床位點(diǎn)表達(dá)[27]。通過(guò)觀察野生型和PPARδ(-/-)小鼠的著床情況,發(fā)現(xiàn)在PPARδ(-/-)的雌鼠中發(fā)生了延遲著床。胚泡轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)證明,母體的PPARδ對(duì)于正常著床至關(guān)重要。胚胎著床過(guò)程中發(fā)揮重要作用的前列腺環(huán)素就是通過(guò)激活PPARδ而影響胚胎著床的[28]。小鼠早期妊娠子宮中,COX2呈現(xiàn)出時(shí)空特異性的表達(dá),特別是在第5天的子宮著床位點(diǎn)周?chē)幕|(zhì)細(xì)胞中表達(dá)[29]。有研究發(fā)現(xiàn),人的肝癌細(xì)胞中,PPARδ的激活增加了COX2啟動(dòng)子的活性,導(dǎo)致COX2的表達(dá)及細(xì)胞的增殖。但胚胎著床過(guò)程中,PPARδ與COX2的相互作用未見(jiàn)報(bào)道。盡管母體子宮PPARδ對(duì)于正常著床和蛻膜化是非常必要的,但是胚胎源的PPARδ也非常重要,它主要通過(guò)與AKT及LIF-STAT3信號(hào)通路相互作用,從而促進(jìn)胎盤(pán)形成過(guò)程中胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化[27]。
溶血磷脂酸受體3(lysophosphatidic acid receptor3,LPA3)在小鼠圍著床期子宮內(nèi)膜存在表達(dá)變化。免疫組化法、RT-PCR、Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示:LPA3在妊娠第1~6天的子宮內(nèi)膜組織均有表達(dá);第3天表達(dá)開(kāi)始增強(qiáng);第4天最強(qiáng);第5天和第6天驟然下降[30]。小鼠胚胎著床間距和時(shí)間是由LPA3調(diào)節(jié)的溶血磷脂酸信號(hào)通路調(diào)控的。LPA3敲除的小鼠著床前子宮內(nèi)COX2表達(dá)下降,進(jìn)而導(dǎo)致前列腺素E2和I2水平減少,當(dāng)外源性的前列腺素E2和I2的類(lèi)似物注射到LPA3敲除的雌鼠內(nèi)可以補(bǔ)救延遲著床,但是不能補(bǔ)救胚胎著床間距[31]??梢?jiàn)LPA3可以調(diào)控COX2等相關(guān)基因的表達(dá)而影響胚胎著床,同時(shí)受雌、孕激素的調(diào)節(jié)[32]。
我們將前面提到的在圍著床期對(duì)胚胎著床發(fā)揮重要作用的轉(zhuǎn)錄因子總結(jié)于表1中。
表1 部分在圍著床期子宮對(duì)胚胎著床發(fā)揮重要作用的轉(zhuǎn)錄因子Table 1A partial list of transcription factors found to be critical for uterine function and implantation
胚胎上表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子在著床前后發(fā)揮著重要作用。許多與發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)影響胚胎的發(fā)育影響著床。轉(zhuǎn)錄因子敲除的小鼠模型表明:尾型同源盒轉(zhuǎn)錄因子2(caudal relatedhomeodomain transcription2,CDX2)、TEA域家族成員4(TEA domain family member4,TEAD4)、熱休克蛋白轉(zhuǎn)錄因子1(heat shock transcription factor 1,HSF1)和HOXA10等基因的敲除或改變,雖然并沒(méi)有影響雌鼠的排卵和受精,但著床前的胚胎由于發(fā)育失敗而致死[33,34];陰陽(yáng)因子(Yin Yang-1,YY1)、Kruppel樣因子6(Krüippel-like factor 6,KLF6)基因的敲除或改變,致使胚胎雖可以著床,但著床后不久胚胎死亡[35,36]。這說(shuō)明胚胎表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子對(duì)于胚胎的正常發(fā)育及著床是必不可少的。還有很多與胚胎發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子,在此不再贅述。
胚胎著床是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。許多轉(zhuǎn)錄因子在早期妊娠過(guò)程中的表達(dá)發(fā)生改變并調(diào)控靶基因表達(dá):從而在圍著床期發(fā)揮重要作用,一些轉(zhuǎn)錄因子的敲除或抑制會(huì)影響胚胎著床。隨著基因剔除、基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、RNA干涉等技術(shù)的迅速發(fā)展,以及信號(hào)傳遞途徑研究的深入,鑒定胚胎著床過(guò)程中特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子成為可能,從而使人們能更加深入地了解胚胎著床過(guò)程中的分子調(diào)控機(jī)制,進(jìn)而為與胚胎著床類(lèi)似的腫瘤發(fā)生機(jī)制提供參考,為研制新型避孕藥物及腫瘤治療藥物提供理論依據(jù)。
1.Satokata I,Benson G,Maas R.Sexually dimorphic sterility phenotypesinHoxa10deficientmice.Nature,1995, 374(6521):460~463
2.田振,楊增明.子宮內(nèi)膜接受性的建立和分子調(diào)控.動(dòng)物學(xué)雜志,2008,43(4):133~139 TianZ,YangZM.Theestablishmentandmolecular regulationofuterinereceptivity.ChineseJournalof Zoology,2008,43(4):133~139
3.Fazleabas AT,Kim JJ,Strakova Z.Implantation:embryonic signalsandthemodulationoftheuterienvironment. Placenta,2004,25:26~31
4.Kim JJ,Fazleabas AT.Uterine receptivity and implantation: theregulationandactionofinsulin-likegrowthfactor bindingprotein-1(IGFBP-1),HOXA10andforkhead transcription factor-1(FOXO-1)in the baboon endometrium. Reprod Biol Endocrinol,2004,2:34
5.DuH,TaylorHS.Molecularregulationofmüllerian development by hoxgenes.Ann NY Acad Sci,2004,1034: 152~165
6.Wong KH,Wintch HD,Capecchi MR.Hoxa11 regulates stromal cell death and proliferation during neonatal uterine development.Mol Endocrinol,2004,18(1):184~193
7.遲毓婧,楊增明.孕酮調(diào)節(jié)途徑在著床過(guò)程中的作用.生理科學(xué)進(jìn)展,2008,39(3):275~278 Chi YJ,Yang ZM.Roles of progesterone-regulated genes in embryo implantation.Progress in Physiological Sciences, 2008,39(3):275~278
8.Taylor HS,Igarashi P,Olive DL,Arici A.Sex steroids mediate HOXA11 expression in the human peri-implantation endometrium.JClinEndocrinolMetab,1999,84(3): 1129~1135
9.Kimber SJ.Leukaemia inhibitory factor in implantation and uterine biology.Reproduction,2005,130(2):131~145
10.Wang H,Dey SK.Roadmap to embryo implantation:clues from mouse models.Nat Rev Genet,2006,7(3):185~199
11.Dey SK,Lim H,Das SK,Reese J,Paria BC,Daikoku T, Wang H.Molecular cues to implantation.Endocrine,2004, 25(3):341~373
12.Matthews J,Wihlén B,Tujague M,Wan J,Strm A, Gustafsson JA.Estrogen receptor(ER)beta modulates ERalpha-mediated transcriptional activation by altering the recruitmentofc-Fosandc-Juntoestrogen-responsive promoters.Mol Endocrinol,2006,20(3):534~543
13.楊新玲,楊增明.核受體在胚泡著床生理過(guò)程中的調(diào)節(jié)與功能.生理科學(xué)進(jìn)展,2009,40(4):345~349 Yang XL,Yang ZM.Regulation and function of nuclearreceptorsduringembryoimplantation.Progressin Physiological Sciences,2009,40(4):345~349
14.Curtis H,Goulding EH,Ddy EM,Korach KS.Studies using theestrogenreceptor-knockoututerusdemonstratethat implantation but not decidualization-associated signaling is estrogen dependent.Biol Reprod,2002,67:1268~1277
15.Teng CB,Diao HL,Ma XH,Xu LB,Yang ZM.Differential expressionandactivationofStat3duringmouseembryo implantation and decidualization.Mol Reprod Dev,2004, 69(1):1~10
16.趙義清,章漢旺.STAT3在小鼠胚胎圍著床期子宮內(nèi)膜的表達(dá)與活化.中國(guó)婦幼保健,2007,22(13):1800~1802 Zhao YQ,Zhang HW.Expression and activation of STAT3 in endometrium during peri-implantation period of mouse embryo.MaternalandChildHealthCareofChina, 2007,22(13):1800~1802
17.Fitzgerald JS,Poehlmann TG,Schleussner E,Markert UR. Trophoblastinvasion:theroleofintracellularcytokine signallingviasignaltransducerandactivatorof transcription 3(STAT3).Hum Reproduction Update,2008, 14(4):335~344
18.Velarde MC,Geng Y,Eason RR,Simmen FA,Simmen RC.NullmutationofKrüppelLikeFactor9/Basic transcriptionelementbindingprotein-1alters peri-implantation uterine development in mice.Biol Reprod, 2005,73(3):472~481
19.Ma XH,Hu SJ,Yu H,Xu LB,Yang ZM.Differential expressionoftranscriptionalrepressorsnailgeneat implantation site in mouse uterus.Mol Reprod,2006, 73(2):133~141
20.Vega S,Morales AV,Ocaa OH,Valdés F,Fabregat I, NietoMA.Snailblocksthecellcycleandconfers resistancetocelldeath.GenesDev,2004,18(10): 1131~1143
21.Herfs M,Hubert P,Kholod N,Caberg JH,Gilles C,Berx G,Savagner P,Boniver J,Delvenne P.Transforming growthfactor-β1-mediatedSlugandSnailtranscription factor up-regulation reduces the sensity of langerhans cells in epithelial metaplasia by affecting E-cadherin expression. Am J Pathol,2008,172(5):1391~1402
22.杜芳,楊戎,魏莎莉,馬海蘭,王慶躍.鋅指轉(zhuǎn)錄因子Sl ug在早孕小鼠子宮內(nèi)膜的表達(dá).生殖與避孕,2008,28(10):77~581 Du F,Yang R,Wei SL,Ma HL,Wang QY.Expression of Sluggeneinendometriumofearlypregnantmouse. Reproduction&Contraception,2008,28(10):577~581
23.BolósV,PeinadoH,Pérez-MorenoMA,Fraga MF, Esteller M,Cano A.The transcription factor Slug represses E-cadherin expression and induces epithelial to mesenchymal transitions:a comparison with Snail and E47 repressors.J Cell Sci,2003,116(3):499~511
24.Koo BT,Song H,Moon I,Han K,Chen C,Murphy K,Lim H.Differential expression of the PEA3 subfamily of ETS transcriptionfactorsinthemouseovaryandperiimplantation uterus.Reproduction,2005,129(5):651~657
25.Hua D,Chen B,Bai M,Yu H,Wu X,Jin W.PEA3 activates VEGF transcription in T47D and SKBR3 breast cancer cells.Acta Biochim Biophys Sin,2009,41(1):63~68
26.Cowden Dahl KD,Zeineldin R,Hudson LG.PEA3 is necessaryforoptimalepidermalgrowthfactorreceptorstimulated matrix metalloproteinase expression and invasion of ovarian tumor cells.Mol Cancer Res,2007,5(5): 413~421
27.Ding NZ,Teng CB,Ma H,Ni H,Ma XH,Xu LB,Yang ZM.Peroxisomeproliferatoractivatedreceptordelta expression and regulation in mouse uterus during mmbryo implantation and decidualization.Molecula Reproduction and Development,2003,(66):218~224
28.Wang H,Xie H,Sun X,Tranguch S,Zhang H,Jia X, Wang D,Das SK,Desvergne B,Wahli W,DuBois RN, DeySK.Stage-specificintegrationofmaternaland embryonic peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR) signaling is critical to pregnancy success.J Biol Chem, 2007,282(52):37770~37782
29.Lee KY,Jeong JW,Tsai SY,Lydon JP,DeMayo FJ. Mouse models of implantation.Trends Endocrinol Metab, 2007,18(6):234~239
30.Hama K,Aoki J,Inoue A,Endo T,Amano T,Motoki R, Kanai M,Ye X,Chun J,Matsuki N,Suzuki H,Shibasaki M,Arai H.Embryo spacing and implantation timing are differentially regulated by LPA3-mediated Lysophosphatidic acid signaling in mice.Biol Reprod,2007,77(6):954~959
31.Ye X,Hama K,Contos JJ,Anliker B,Inoue A,Skinner MK,Suzuki H,Amano T,Kennedy G,Arai H,Aoki J, Chun J.LPA3-mediated lysophosphatidic acid signalling in embryo implantation and spacing.Nature,2005,435(7038): 104~108
32.郭燕紅,張雷,邵素霞,尹青,龔淼,張金平,趙靜.雌、孕激素對(duì)LPA3在小鼠子宮內(nèi)膜圍著床期表達(dá)的影響.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床,2009,29(2):178~182 Guo YH,Zhang L,Shao SX,Yin Q,Gong M,Zhang JP, ZhaoJ.Effectofestrogenandprogesteroneonthe expressionofLPA3inuterineendometriumduring periimplantation.Basic&Clinical Medicine,2009,29(2): 178~182
33.Nishioka N,Yamamoto S,Kiyonari H,Sato H,Sawada A, OtaM,NakaoK,SasakiH.Tead4isrequiredfor specificationoftrophectoderminpre-implantationmouse embryos.Mech Dev,2008,125(3-4):270~283
34.Metchat A,Akerfelt M,Bierkamp C,Delsinne V,Sistonen L,Alexandre H,Christians ES.Mammalian heat shock factor1isessentialforoocytemeiosisanddirectly regulates Hsp90alpha expression.J Biol Chem,2009, 284(14):9521~9528
35.Affarel B,Gay F,Shi Y,Liu H,Huarte M,Wu S,Collins T,Li E,Shi Y.Essential dosage-dependent functions of thetranscriptionfactorYinYang1inlateembryonic development and cell cycle progression,Mol Cell Biol, 2006,26(9):3565~3581
36.Pearson R,Fleetwood J,Eaton S,Crossley M,Bao S. Krüppel-like transcription factors:a functional family.Int J Biochem Cell Biol,2008,40(10):1996~2001
Abstract:Embryoimplantationisacomplexphysiologicalprocess,inwhichthereciprocalinteraction betweenanimplantationcompetentblastocystandreceptiveuterusmustbeachieved.Duringperiimplantation,maternal or embryonic transcription factors are spatio-temporal expressed.One transcription factor can control multiple target genes,and one gene can be controled by many transcription factors also, which forms a complex network of regulation.The role of transcription factors in peri-implantation were reviewed in this paper.
Key Words:Embryo implantation;Transcription factor;Decidualization;Receptivity
Transcription Factors in Mammalian Peri-Implantation
ZHANG Liying1,WANG Lianbang1,FENG Xuhui2,SHAN Chunhua1
1.Laboratory of Development Biology,Northeast Forestry University,Haerbin 150040,China;
2.College of Life Science,Xiamen University,Xiamen 361005,China
Q492,R321.3
2009-11-22;接受日期:2010-01-03
東北林業(yè)大學(xué)引進(jìn)人才項(xiàng)目
單春華,電話:(0451)82191784,E-mail:chhshan@sina.com
This work was supported by The project of introducing talents from northeast forestry university
Received:Nov 22,2009Accepted:Jan 3,2010
Corresponding author:SHAN Chunhua,Tel:+86(451)82191784,E-mail:chhshan@sina.com