孕酮信号调控输卵管上皮细胞免疫应答助力胚胎着床前发育：机制解析与临床启示

在早期妊娠中，超 60% 的妊娠失败发生在孕早期，输卵管在其中的作用尚不明确。研究人员以 Pgrd/d小鼠为模型，研究孕酮（P4）信号在输卵管中的作用。结果发现 P4信号对免疫调节和胚胎着床前发育至关重要，该研究为解决妊娠失败问题提供了新方向。

　　在生命的奇妙旅程中，新生命的诞生充满了挑战。人类胚胎在受精后，需经输卵管进入子宫着床，然而，约 60% 的妊娠失败发生在孕早期，其中胚胎着床前的失败情况尚不明确。在小鼠体内，胚胎在输卵管中停留约 3 天，这期间输卵管内环境对胚胎发育至关重要。但雌性性激素如何在细胞层面调控输卵管环境，一直是个未解之谜。

为了探索这一奥秘，华盛顿州立大学和密苏里大学的研究人员展开了深入研究。他们聚焦孕酮（P₄）信号，通过一系列实验发现，P₄信号在输卵管上皮细胞中的正常调控，对胚胎着床前发育和雌性生育能力至关重要，若其失衡，会引发炎症反应和免疫细胞募集异常，进而影响胚胎发育。这一研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为理解早期妊娠机制和解决妊娠失败问题带来了新的曙光。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是构建特定小鼠模型，如利用 Wnt7a 驱动的 Cre 小鼠模型条件性删除输卵管上皮细胞中的 Pgr 基因（Pgr^d/d小鼠） ，以及使用 Pgr^Cre驱动的模型研究 Pgrmc1 基因的作用；二是单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），分析输卵管细胞的转录变化；三是染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq），确定 PGR 的基因组结合位点。

研究结果如下：

• PGR 在输卵管中的表达：通过免疫组化分析发现，PGR 在输卵管的纤毛细胞、分泌细胞、间质细胞和肌肉细胞中均有表达，且在不同孕期，其在纤毛细胞和分泌细胞中的表达水平存在波动。
• 上皮 PGR 缺失对囊胚率的影响：实验表明，Pgr^d/d雌性小鼠不育，其胚胎发育和运输出现缺陷，囊胚率显著降低，发育延迟和非存活胚胎比例增加，但血清中 E₂和 P₄水平无明显差异。同时，研究发现 PGRMC1 对输卵管功能并非必需，P₄信号可能主要通过经典 PGR 依赖途径发挥作用。
• 上皮 PGR 缺失对输卵管分泌上皮细胞促炎细胞因子的影响：对 Pgr^f/f和 Pgr^d/d小鼠输卵管进行 scRNA-seq 分析，结果显示，Pgr^d/d小鼠输卵管中分泌上皮细胞是炎症反应增加的主要来源，其中多个促炎细胞因子基因及 IL-22 信号通路相关基因表达上调。
• 外源性 P₄对野生型输卵管 IL-22 信号通路基因的影响：给野生型 OVX 小鼠注射 P₄后进行 scRNA-seq 分析，发现 P₄处理导致输卵管多种细胞类型转录变化，且抑制了 IL-22 信号通路相关基因的表达。ChIP-seq 分析进一步证实，P₄信号通过 PGR 依赖的基因组途径调节输卵管中 IL-22 通路相关基因的表达。
• 输卵管上皮 PGR 缺失对细胞因子蛋白和免疫细胞募集的影响：ELISA 和免疫组化实验表明，Pgr^d/d小鼠输卵管中 IL-22 和 TLR4 蛋白浓度增加，免疫细胞募集增多，而 P₄处理则减少了免疫细胞的数量。在人输卵管中，初步评估发现 P₄避孕使用者和未使用者的 CD45⁺细胞水平相当。
• Pgr^d/d小鼠胚胎发育缺陷与 IL-22 细胞因子的关系：用 COX1/2 抑制剂卡洛芬处理 Pgr^d/d小鼠，可降低 IL-22 和 TLR4 蛋白水平，提高囊胚率。体外实验中，在培养基中添加重组 IL-22，会降低野生型受精卵发育至晚期囊胚的比例，表明 IL-22 信号对体内胚胎着床前发育有直接负面影响。

研究结论和讨论部分指出，输卵管上皮细胞中的 PGR 对正常胚胎着床前发育和雌性生育能力不可或缺。P₄信号失衡会影响细胞因子产生和免疫细胞募集，破坏胚胎着床前发育进程。尽管该研究存在样本量小、未分层数据等局限，但为输卵管功能和类固醇激素作用提供了新认识，也为改善辅助生殖技术中的妊娠结局提供了潜在的治疗方向。未来研究可进一步探究单个上皮细胞群体基因表达改变的直接影响，以及膜孕酮受体（mPRs）在输卵管中的作用，有望为解决妊娠相关问题带来更多突破。