Peri-implantasyon döneminde sıçan endometriumunda wnt-β katenin yolağının matrix metalloproteinaz ekspresyonundaki rolü

Abstract

İmplantasyon süreci, uterus ve implante embriyo arasında karmaşık ve senkronize moleküler ve hücresel olayları içerir. Wnt-β katenin sinyal yolağı pre-implantasyon embriyo gelişimi, implantasyon için blastosist aktivasyonu, uterus gelişimi ve desidualizasyon gibi çoklu implantasyon ve desidualizasyon olaylarında oldukça kritik rollerde görev alır. İmplantasyon sırasında, matriks metalloproteinazların, endometriumda ve embriyo invazyonunda desidualizasyona eşlik eden doku yeniden şekillenmesinde rol oynadığı bilinmektedir.Bu çalışmada, peri-implantasyon döneminde sıçan endometriumunda Wnt-β katenin sinyal yolağı aracılığıyla matriks metalloproteinaz ailesinden MMP-2 (Jelatinaz-A), MMP-7 (Matrilsin-1) ve MMP-9 (Jelatinaz-B) proteinlerinin immünolokalizasyonları belirlenerek olası rollerinin araştırılması amaçlandı. Uterus dokularından alınan kesitlere hematoksilen&eozin (H&E) ve immünfloresan (IF) boyamalar uygulandı. Ayrıca uterus endometriumu küretaj yoluyla kazınarak alınan parçalardan bu proteinlerin mRNA ekspresyonları Real-Time PZR yöntemi ile belirlendi. Real-Time PZR analizleri, peri-implantasyon döneminde tüm endometrium mRNA'sında Wnt'ler ve β-katenin'in yanı sıra MMP-2, MMP-7 ve MMP-9'un ekspresyon varlığını göstermiştir. MMP-2, MMP-7 ve MMP-9'un ifadesi özellikle östrus ve/veya metaöstrus evresinde daha yüksekti. Özellikle östrus siklusunda MMP-7 mRNA'sı için çok kuvvetli sinyaller tespit edildi. Gebelik sırasında endometrial MMP ekspresyon seviyesinde 7,5. günden 9,5. güne doğru gidildikçe bir artış gözlendi. Bununla birlikte, 7,5. gün gebe uterusunda Wnt7a'nın mRNA düzeyi saptanmadı.İmmünfloresan analizlerinin sonuçlarına göre, peri-implantasyon sürecinde gebe olmayan sıçan endometriumunda Wnt'lerin ve MMP-2 ile MMP-9'un tüm evreler boyunca genellikle endometrial bazal stromada ve kan damarlarının endotelinde, β-kateninin tüm evreler boyunca endometriumun bütün bölgelerinde, MMP-7'nin ise çoğunlukla luminal epitel, endometrial bez epiteli ve kan damarlarının endotelinde lokalizasyonları gösterilmiştir. Gebe sıçan uterusunda çalışılmış olan bütün proteinlerin gebelik süresi boyunca anti-mezometrial ve mezometrial desidual lokalizasyonlarda ekspresyonları gösterilmiştir. Sonuç olarak, kanonikal Wnt-β katenin sinyal yolağı proteinlerinin ekspresyonları arasındaki önemli farklılık ve matriks kompozisyonundaki bu değişikliklerin, östrus siklusu homeostazisinde ve başarılı embriyo implantasyonunda gerçekleşen desidualizasyon, trofoblast invazyonunun kontrolü ve plasentasyon gibi süreçlerde önemli roller üstlendiği savını güçlendirmiştir.

The implantation process involves complex and synchronized molecular and cellular events between the uterus and the implanted embryo. The Wnt-β catenin signaling pathway (canonical pathway) plays a critical role in multiple implantation and decidualization events such as pre-implantation embryo development, blastocyst activation for implantation, uterine growth and decidualization.During implantation, matrix metalloproteinases are known to play a role in tissue remodeling associated with decidualization in endometrium and embryonic invasion.In the present study, we aimed to investigate the possible roles and immunolocalizations of MMP-2 (Gelatinase-A), MMP-7 (Matrylsin-1) and MMP-9 (Gelatinase-B) proteins through the Wnt-β catenin signaling pathway in the rat endometrium during peri-implantation period. Paraffin sections were stained by using haematoxylene-eosine and immunoflouroscence methods. The mRNA expressions of these proteins were also determined by using Real-Time PCR, obtained fragments by scraping the uterine endometrium through curettage. Real-Time PCR analysis showed expression of MMP-2, MMP-7 and MMP-9 as well as Wnts and β-catenin in all endometrium mRNA during the peri-implantation period. The expression of MMP-2, MMP-7 and MMP-9 was higher, especially in the estrous and/or metaestrous. In particular, very strong signals for MMP-7 mRNA were detected in the estrous cycle. During pregnancy, an increase in endometrial MMP expression level was observed from 7.5th day to 9.5th day. However, Wnt7a mRNA was not detected on the 7.5th day of pregnancy.According to the findings of our immunofluorescence analysis, during the peri-implantation period, Wnt3, Wnt7a, MMP-2 and MMP-9 in the non-pregnant rat endometrium were usually found in the endothelial basal stroma and endothelium of the blood vessels in all stages of estrous cycle; β-catenin in all parts of the endometrium throughout all stages; and MMP-7 has been shown in the localization of the luminal epithelium, endometrial glandular epithelium and endothelium of the blood vessels. All proteins studied in pregnant rat uterus have been shown to be expressed in anti-mesometrial and mesometrial decidual localizations during pregnancy.In conclusion, significant differences between the expression of canonical Wnt-β catenin signaling pathway proteins and changes in matrix composition were considered to play crucial roles in processes such as decidualization, trophoblast invasion control and placentation in estrous cycle homeostasis and in a successful embryo implantation.