Molecular Analysis of Uterine Receptivity

项目摘要 胚胎植入失败是世界范围内妇女不孕的重要原因。虽然进步 在我们对卵母细胞和胚胎发育的理解中， 部分由于子宫内膜不接受胚胎而保持不可接受的低水平。 为成功 着床、子宫内膜容受性和随后的蜕膜化需要协调的孕酮（P4） 以细胞类型特异性方式进行信号传导。 虽然支持P4-β驱动子宫的标志性细胞事件 接受性和蜕膜化是已知的，我们对P4作用的关键介质的知识，在这些 过程是不完整的。 这种知识的缺乏是重要的，因为没有什么短的识别关键早 支持P4-β受体驱动的子宫容受性的信号将解决目前诊断和治疗子宫内膜异位症的临床局限性。 在分子水平上治疗非受体子宫。 为了解决这个问题，我们最近证明了 早幼粒细胞白血病锌指（PLZF）转录因子是孕酮的直接靶点， 受体（PGR），是培养的人子宫内膜间质P4-β依赖性蜕膜化所必需的 细胞（hESC）。 作为PLZF在人子宫内膜中P4介导作用的进一步翻译支持， 人子宫内膜活检组织中PLZF表达水平在P4-β显性周期中显著诱导 人类非自然受孕月经周期的分泌期。 在早期妊娠小鼠中， 在接受子宫的上皮和间质区室中，在蜕膜细胞中强烈表达， 妊娠进展。 这些发现支持我们的假设，PLZF（及其下游转录 程序）作为P4-β依赖性子宫容受性和蜕膜化的关键介质， 子宫内膜细胞类型特异性。 这一假设将通过三个具体目标进行检验。 最近使用A 产生的携带Plzf条件等位基因的小鼠模型，特异性目的1将建立体内重要性 Plzf（及其转录程序）在P4-β依赖的子宫内膜容受性和蜕膜化中的作用。 在小鼠子宫内膜中的上皮和间质Plzf信号传导的个体贡献的剖析 围着床期将是具体目标2的主要焦点。 我们最近证明， PLZF对早期生长反应1（EGR 1）转录因子的转录抑制是 hESC蜕膜化;阻断这种调节会损害hESC蜕膜化。 然而，在蜕膜化之前， 蜕膜前hESC中的EGR 1是这些细胞蜕膜化所必需的，这表明EGR 1“启动”了蜕膜前hESC。 蜕膜hESC用于蜕膜化。 具体目标3将通过分子表征 P4-β PGR-β PLZF-β EGR 1调节轴是体外和体内蜕膜化所必需的。 这些目标将 使用最先进的基因工程小鼠研究Plzf在子宫内膜容受性和蜕膜化中的作用， 以及高通量的基因组规模的方法来鉴定新的子宫内膜靶点， Plzf和转录相互作用体，通过这种调节发生。

Project Summary    Embryo implantation failure is a significant causal factor of infertility for women worldwide. Although advances  in our understanding of oocyte and embryo development have improved pregnancy success rates, these rates  remain  unacceptably  low  due  in  part  to  an  endometrium  that  is  nonreceptive  to  the  embryo.    For  successful  implantation,  endometrial  receptivity  and  subsequent  decidualization  requires  coordinated  progesterone  (P4)  signaling  in  a  cell-­type  specific  manner.    While  the  signature  cellular  events  that  underpin  P4-­driven  uterine  receptivity  and  decidualization  are  known,  our  knowledge  of  the  pivotal  mediators  of  P4  action  in  these  processes  is  incomplete.  This  knowledge-­deficiency  is  significant  as  nothing  short  of  identifying  the  key  early  signals that underpin P4-­driven uterine receptivity will address the current clinical limitations in diagnosing and  treating  a  non-­receptive  uterus  at  the  molecular  level.    To  address  this  deficiency,  we  recently  demonstrated  that  the  promyelocytic  leukemia  zinc  finger  (PLZF)  transcription  factor  is  a  direct  target  of  the  progesterone  receptor  (PGR)  and  is  indispensable  for  P4-­dependent  decidualization  of cultured  human  endometrial  stromal  cells  (hESCs).  As  further  translational  support  for  a  P4  mediator  role  for  PLZF  in  the  human  endometrium,  PLZF  expression  levels  in  human  endometrial  biopsies  are  significantly  induced  during  the  P4-­dominant  secretory phase of the human non-­conception menstrual cycle.  In the early pregnant mouse, Plzf is induced in  the epithelial and stromal compartments of the receptive uterus and is strongly expressed in decidual cells with  pregnancy  progression.  These  findings  support  our  hypothesis  that  PLZF  (and  its  downstream  transcriptional  program) acts as a pivotal mediator of P4-­dependent uterine receptivity and decidualization and does so in an  endometrial  cell-­type  specific  manner.  This  hypothesis  will  be  tested  by  three  specific  aims.  Using  a  recently  generated mouse model carrying a Plzf conditional allele, Specific Aim 1 will establish the in vivo importance  of  Plzf  (and  its  transcriptional  programs)  in  P4-­dependent  endometrial  receptivity  and  decidualization.   Dissecting the individual contributions of epithelial and stromal Plzf signaling in the murine endometrium during  the  periimplantation  period  will  be  a  major  focus  of  Specific  Aim  2.    We  recently  demonstrated  that  direct  transcriptional  repression  of  the  early  growth  response  1 (EGR1)  transcription  factor  by  PLZF  is  required  for  hESC decidualization;; blocking this regulation impairs hESC decidualization.  Prior to decidualization, however,  EGR1 in pre-­decidual hESCs is required for these cells to decidualize, suggesting that EGR1 “primes” the pre-­ decidual hESC for decidualization.  Specific Aim 3 will address this proposal by molecularly characterizing the  P4-­PGR-­PLZF-­EGR1  regulatory  axis  that  is  required  for  in  vitro  and  in  vivo  decidualization.    These  aims  will  use  state-­of-­the-­art  engineered  mice  to  study  the  role  of  Plzf  in  endometrial  receptivity  and  decidualization  as  well  as  high  throughput  genome-­scale  approaches  to  identify  novel  endometrial  targets  directly  regulated  by  Plzf and the transcriptional interactome through which this regulation occurs.