Глобальные транскриптомные изменения, происходящие во внеклеточных везикулах, полученных из маточной жидкости, во время окна имплантации
Цель исследования
Установить, являются ли внеклеточные везикулы, полученные из маточной жидкости (UF-EVs), резервуаром биомаркеров для «жидкой биопсии» для мониторинга состояния эндометрия в режиме реального времени.
Краткое резюме
Транскриптом UF-EVs отражает профиль РНК ткани эндометрия, а также изменения между нерецептивной и рецептивной фазой, что, возможно, подтверждает перспективность его использования в качестве нового теста на рецептивность эндометрия.
Актуальность исследования
EVs ранее были выделены из маточной жидкости, где они, вероятно, способствуют «диалогу» между эмбрионом и эндометрием во время имплантации. Основываясь на метаанализе исследований генов, связанных с имплантацией тканей эндометрия, и базе данных экзосом человека, 28 из 57 транскриптов, рассматриваемых в качестве маркеров рецептивности, относятся к белкам, присутствующим в экзосомах человека. Однако конкретное транскриптомное содержание UF-EVs рецептивной фазы еще предстоит определить.
Дизайн исследования
Были созданы две экспериментальные серии. Во-первых, одновременно секвенировали виды РНК, полученные из парных UF-EVs и образцов ткани эндометрия, взятых у женщин с нормальным установленным циклом. Во-вторых, мы проанализировали виды РНК UF-EVs, собранные во время нерецептивной (LH + 2) и рецептивной (LH + 7) фазы доказанно фертильных женщин и из рецептивной (LH + 7) фазы популяции женщин, проходящих лечение ВРТ, которым переносили эуплоидные бластоцисты.
Материалы и методы
Для парного взятия образцов UF—эндометриальной ткани Пайпель-биопсия проводилась сразу после сбора UF, выполненного путем промывания полости эндометрия. В целом, n = 87 UF-образцов были собраны и обработаны свежими для выделения EV и полной экстракции РНК, в то время как вестерн-блоттинг использовался для подтверждения экспрессии белковых маркеров EV-изолированных везикул. Физическая характеристика UF-EVs была выполнена с помощью анализа отслеживания наночастиц. Для определения транскриптомного груза образцов UF-EV библиотеки RNA-seq были успешно подготовлены из n = 83 образцов UF-EV и проанализированы с помощью анализа RNA-seq. Анализ дифференциальной экспрессии генов (DGE) использовался для сравнения результатов РНК-seq между различными группами образцов. Анализ функционального обогащения проводился методом анализа обогащения набора генов с помощью g:Profiler. Предварительно ранжированный анализ обогащения набора генов (GSEA) с помощью WebGestalt использовался для сравнения результатов РНК-seq с набором генов, оцененным в коммерчески доступном массиве восприимчивости эндометрия.
Результаты
Была обнаружена весьма значимая корреляция между профилями транскрипции биопсий эндометрия и парными им образцами UF-EV (r Пирсона = 0,70 Р < 0,0001; ρ Спирмена = 0,65 Р < 0,0001). У UF-EV из фертильного контроля 942 транскрипта генов были более обильными, а 1305 транскриптов были менее обильными в рецептивной фазе LH + 7 по сравнению с нерецептивной фазой LH + 2. GSEA, проведенное для оценки соответствия в профиле транскрипции между n = 238 генами, включенными в коммерчески доступный массив восприимчивости эндометрия, и сравнением LH + 7 по сравнению с LH + 2 UF-EVs продемонстрировало чрезвычайно значительное и последовательное обогащение, с нормализованным показателем обогащения (NES)=9,38 (Р < 0,001) для транскриптов, регулируемых в LH + 7 в коммерческом массиве и обогащенных в LH + 7 UF-EVs, и NES = -5,40 (Р < 0,001) для транскриптов, регулируемых в LH + 7 в коммерческом массиве и обогащенных в LH + 7 UF-EVs, и NES = -5,40 (Р < 0,001) для транскриптов, регулируемых в LH + 7 в коммерческом массиве и истощены в LH + 7 МКФ-ЕВ. При анализе LH + 7 UF-EVs пациентов с успешной или неудачной имплантацией после переноса одной эуплоидной бластоцисты в следующем цикле мы обнаружили 97 генов, уровни транскрипта которых были повышены, и 64 гена, уровни транскрипта которых были снижены в группе женщин, которые достигли беременности. GSEA, выполненная для оценки соответствия в профиле транскрипции между коммерчески доступными генами массива восприимчивости эндометрия и сравнением LH + 7 UF-EVs женщин с успешной и неудачной имплантацией, продемонстрировала значительное обогащение NES = 2,14 (Р = 0,001) для транскриптов, регулируемых в коммерческом массиве в фазе рецепции и обогащенных UF-EVs женщин, которые зачали, и незначительное NES = -1,18 (Р = 0,3) для транскриптов, регулируемых в коммерческом массиве и истощенных в UF-EVs. Что касается физических особенностей, UF-EVs показали однородность среди различных анализируемых групп, за исключением небольшой, но существенной разницы в размере EV, которая была меньше у женщин с успешной имплантацией по сравнению с пациентами, которые не смогли забеременеть после переноса эуплоидной бластоцисты (средний диаметр ± SD 205,5± 22,97 нм против 221,5 ± 20,57 нм соответственно, Р = 0,014).
Транскриптомные данные были депонированы в Омнибусе экспрессии генов NCBI (GEO) и могут быть получены с использованием регистрационного номера серии GEO: GSE158958.
Ограничения
Разделение видов РНК, связанных с мембранами EV, могло быть неполным, и виды РНК, связанные с мембраной, а не внутреннее содержание РНК в EVs, могли повлиять на результаты РНК-seq. Кроме того, мы не можем точно определить относительный вклад экзосом, микровезикул и апоптотических тел в результаты. При рассмотрении пациентов, проходящих лечение ВРТ, мы собирали UFS не в том же цикле переноса эуплоидных эмбрионов, а в непосредственно предшествующем. Мы сочли этот подход наиболее подходящим в связи с новым, исследовательским характером нашего исследования. Основываясь на наших результатах, можно было бы выдвинуть гипотезу о проверке анализа UF-EV РНК-seq в том же цикле, в котором выполняется перенос эмбрионов.