人绒毛膜促性腺激素(hCG)调控子宫内膜基质细胞表观遗传修饰及胞外囊泡分泌在胚胎植入中的作用机制研究

本研究针对胚胎植入过程中子宫内膜容受性调控的关键科学问题，通过系统分析人绒毛膜促性腺激素(hCG)对子宫内膜基质细胞(ESCs)表观遗传修饰(H3K27Ac等)和胞外囊泡(EVs)分泌的影响，揭示了hCG通过剂量依赖性方式增强蜕膜化过程，调控FOXO1、HOXA10等关键基因的组蛋白乙酰化修饰，并改变EVs中FIBL-1、IGFBP-1等植入相关蛋白及miR-340-3p等microRNA的表达谱。该研究为改善辅助生殖技术中子宫内膜容受性提供了新的分子靶点和理论依据。

　　

胚胎成功植入子宫是妊娠建立的关键环节，这一过程需要胚胎与子宫内膜之间精确的分子对话。然而在临床实践中，约有30%的不孕症病例源于子宫内膜容受性缺陷，其中机制尚未完全阐明。作为胚胎发出的首个信号分子，人绒毛膜促性腺激素(hCG)被认为在调节子宫内膜功能中发挥重要作用，但其具体作用机制特别是对表观遗传调控和细胞间通讯的影响仍存在诸多未知。

立陶宛维尔纽斯大学生命科学中心生物化学研究所分子细胞生物学系(Department of Molecular Cell Biology, Institute of Biochemistry, Life Sciences Center, Vilnius University)的Deimanté Zukauskaite和Ruta Navakauskienè领导的研究团队在《Human Reproduction Open》发表了一项突破性研究，系统揭示了hCG通过调控子宫内膜基质细胞(ESCs)的表观遗传景观和胞外囊泡(EVs)分泌来促进蜕膜化和胚胎植入的分子机制。

研究人员采用多组学技术方法开展研究：从接受辅助生殖技术治疗的患者获取子宫内膜样本并分离原代ESCs；通过MTT法和台盼蓝染色评估细胞活性和代谢；运用RT-qPCR分析基因表达；Western Blot检测组蛋白修饰；染色质免疫沉淀(ChIP)分析特定基因区域的组蛋白乙酰化；质谱技术鉴定EVs蛋白质组；small RNA测序分析EVs miRNA表达谱。

研究结果首先显示，hCG以剂量依赖方式增强蜕膜化过程。10 IU/mL hCG显著提高蜕膜化标志物PRL表达(p<0.05)，同时抑制炎症因子IL6和凋亡相关基因BAK1表达。Western Blot分析发现hCG处理6小时可增加活性染色质标记H3K27Ac、H3K9Ac和H3K4Me3的全局水平，24小时后则提高抑制性标记H3K27Me3水平。ChIP-qPCR结果显示hCG增加FOXO1、HOXA10和HAND2等基因启动子区的H3K27Ac修饰，其中HOXA10和HAND2是调控子宫内膜容受性的关键基因。

在胞外囊泡研究方面，质谱分析显示蜕膜化显著增加EVs中与胚胎植入相关的蛋白如FIBL-1、IGFBP-1/7、MMP-2等(p=0.0038)。而hCG处理则特异性上调PR-3和SDF-1等免疫调节蛋白。small RNA测序发现hCG处理的蜕膜化ESCs分泌的EVs中含有显著增加的miR-340-3p、miR-663a等microRNA，这些miRNA与子宫内膜修复和妊娠维持密切相关。

这项研究首次系统阐明了hCG通过表观遗传重编程和胞外囊泡介导的细胞间通讯双重机制来调控子宫内膜功能。具体表现为：1)通过动态调节组蛋白修饰酶活性和特定基因位点的乙酰化水平，建立有利于胚胎植入的染色质状态；2)通过改变EVs的蛋白质和miRNA组成，创建适宜的母胎对话微环境。这些发现不仅深化了对胚胎-子宫内膜互作分子机制的理解，还为改善辅助生殖技术中子宫内膜容受性提供了新的干预靶点，特别是hCG的临床应用剂量优化和EVs生物标志物的开发具有重要转化价值。