《Animal Reproduction Science》:Revealing the cytokine-mediated embryo–maternal crosstalk during extended in vitro culture in the Arabian camel (
Camelus dromedarius)
编辑推荐:
•建立了骆驼子宫内膜类器官作为新型体外模型,用于研究早期妊娠期间的胚胎-母体通信。•与子宫内膜类器官共培养显著增强了骆驼胚胎的发育和着床潜力。•类器官-胚胎相互作用刺激了与着床和母体免疫耐受相关的关键细胞因子和代谢信号通路。•暴露于类器官衍生的因子可延长胚胎存活时间,并支持其在体
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建立了骆驼子宫内膜类器官作为新型体外模型,用于研究早期妊娠期间的胚胎-母体通信。
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与子宫内膜类器官共培养显著增强了骆驼胚胎的发育和着床潜力。
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类器官-胚胎相互作用刺激了与着床和母体免疫耐受相关的关键细胞因子和代谢信号通路。
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暴露于类器官衍生的因子可延长胚胎存活时间,并支持其在体外的进一步发育。
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所开发的平台为推进骆驼生殖生物学和胚胎技术提供了有前景的工具。
引言
骆驼科动物的生殖特征与其他家养动物有显著不同。雌性骆驼是诱导排卵的,形成的黄体(CL)负责分泌维持妊娠所必需的孕酮(Bianchi等人,2022年)。骆驼对妊娠的识别机制尚未明确。先前的研究试图发现相关信号,但结论是这些信号仍然不明确。Abdoon等人(Abdoon等人,2017年)发现,骆驼胚胎着床似乎不会触发干扰素(IFN)反应或增加妊娠子宫角中的干扰素刺激基因(ISGs)的表达。此外,排卵后孕酮水平上升,在第8-9天达到峰值,然后在非妊娠动物中由于前列腺素F2α介导的黄体溶解而迅速下降。在妊娠动物中,孕酮和黄体血管化的短暂波动表明母体对妊娠的识别发生在交配后第8至12天之间。在此期间,胚胎会产生雌二醇,这被认为是妊娠识别的关键信号分子(Bianchi等人,2022年)。尽管有这些发现,骆驼科动物妊娠识别的机制仍然复杂且尚未完全理解。
成功的胚胎着床是一个高度协调的双向对话过程,依赖于发育中的胚胎与母体子宫内膜之间的精确通信。这种相互作用由复杂的细胞因子、趋化因子、生长因子和细胞外囊泡网络介导,这些因子以严格调控的时空方式起作用。这种通信的中断是着床失败和早期妊娠丢失的主要原因,特别是在辅助生殖技术(ART)中。大量证据表明,如IL-6、LIF和趋化因子等细胞因子在此过程中起着关键作用,突显了母体-胚胎界面上分子信号传导的重要性(Dimitriadis等人,2005a;Salamonsen等人,2007b)。
三维(3D)培养技术,特别是类器官技术的最新进展,为模拟复杂的组织相互作用提供了新的机会。子宫内膜类器官在结构、功能和分子特性上与天然子宫内膜非常相似,包括对激素的响应和分泌活性。当与胚胎或类似胚胎的结构结合时,这些系统能够在受控环境中研究直接的胚胎-母体相互作用。重要的是,这样的模型已被证明能够再现着床的关键特征,包括细胞因子分泌、免疫调节和上皮重塑。这使它们成为识别早期妊娠中以前未被发现的信号分子和途径的强大工具(Jabri等人,2025年;Saadeldin等人,2024a年)。
在这种背景下,开发针对特定物种的体外模型对于理解骆驼科等非传统和具有农业相关性的物种的生殖生物学尤为重要。建立胚胎-子宫内膜类器官共培养系统提供了一种强有力的策略,以分析这些相互作用,识别关键信号分子,并填补现有知识空白。这些模型不仅增强了我们对胚胎-母体相互作用的基本理解,还为提高生殖效率和解决不孕问题提供了转化潜力。
章节摘要
化学试剂和材料
除非另有说明,所有化学试剂和材料均来自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。
通过孤雌生殖激活产生体外骆驼胚胎
骆驼卵巢从利雅得的当地屠宰场获取,并在受控的温度条件下用生理盐水运输到实验室。通过抽吸卵泡液来获取 cumulus-oocyte 复合体(COCs)。仅选择那些被致密 cumulus 层包围且细胞质均匀的卵母细胞进行后续的体外成熟处理(
骆驼子宫内膜类器官的特性
到第3天时,子宫内膜细胞重新组织成小的三维球形多细胞类器官,并且这些结构持续生长直到第9天。它们的大小随时间增加,第3天大约为100-120微米,到第9天达到约200-250微米(图1A和1B)。EOs的免疫荧光结果显示 beta-catenin、mucin-1、vimentin、雌激素受体(ER)和孕酮受体(PR)呈阳性表达,约80%的细胞核 Ki67呈阳性,表明
讨论
与其他家养动物相比,骆驼胚胎信号传导和母体对妊娠的识别机制仍然知之甚少。虽然反刍动物如牛和羊依赖明确的滋养层信号来防止黄体溶解并维持孕酮的产生,但骆驼中的相应通路尚未被明确识别(Abdoon等人,2017年)。骆驼胚胎信号的时间、分子本质和子宫靶点仍大部分不
作者贡献声明
Sheema Alomzyan: 软件、方法论、研究、数据分析、数据管理。Reem H. Almalki: 方法论、研究、数据分析、数据管理。Islam M. Saadeldin: 写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目管理、方法论、研究、数据分析、概念化。Alanoud Alqassem: 方法论、研究、数据分析、数据管理。Anas M. Abdel
我们感谢利雅得屠宰场的工作人员 Abdullah Alburaykan 先生和 Michael Guittap 先生运送骆驼卵巢。
Islam M. Saadeldin|Alanoud Alqassem|Sheema Alomzyan|Reem H. Almalki|Zakia Shinwari|Adel Hama|Sahika Inal|Aaser M. Abdelazim|Ayodele Alayia|Anas M. Abdel Rahman|Khalid Awartani