Modelling of the Decidualization of Mouse Endometrial Stromal Cells with Subsequent Embryo Implantation in vitro

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The decidualization of stromal cells is a key step in acquiring endometrial receptivity to the embryo. This process is regulated by sex steroid hormones, and in the mouse is additionally induced by embryo attachment. There are many protocols for the induction decidualization of stroma in vitro, but most of them require verification of the compliance of the processes occurring in cell culture with those in a living organism. This work focuses on the morphology of stromal cells and the expression activity of genes responsible for the progression of decidualization in 2D culture with subsequent embryo attachment. The feasibility of using several variants of protocols for the induction of decidualization and the possibility of using stromal cells after cryopreservation were also investigated.

About the authors

A. O. Gaidamaka

Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: stadtrand@yandex.ru
Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

A. V. Muromtsev

Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Email: stadtrand@yandex.ru
Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

L. S. Izmailova

Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Email: stadtrand@yandex.ru
Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

G. A. Marchenko

Luminex corporation, Het Zuiderkruis

Email: stadtrand@yandex.ru
The Netherlands, 5215 MV, 1 ‘s-Hertogenbosch

E. A. Vorotelyak

Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Email: stadtrand@yandex.ru
Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

References

  1. Andraschko M., de Carvalho M.T., Cardoso Martins Pires H. et al. Melatonin attenuates glucocorticoid effect induced by medroxyprogesterone acetate in rats // Gen. Comp. Endocrinol. 2022 V. 316 P. 113959.
  2. Berkhout R.P., Lambalk C.B., Huirne J. et al. High-quality human preimplantation embryos actively influence endometrial stromal cell migration // J. Assist. Reprod. Genet. 2018. V. 35 № 4. P. 659–667.
  3. Bochev I., Belemezova K., Shterev A. et al. Effect of cryopreservation on the properties of human endometrial stromal cells used in embryo co-culture systems // J. Assist. Reprod. Genet. 2016. V. 33. № 4. P. 473–480.
  4. Clercq K. De, Hennes A., Vriens J. Isolation of mouse endometrial epithelial and stromal cells for in vitro decidualization // J. Vis. Exp. 2017. V. 2017. № 121. P. 1–10.
  5. Das A., Li Q., Laws M.J., Kaya H et al. Estrogen-induced expression of Fos-related antigen 1 (FRA-1) regulates uterine stromal differentiation and remodeling // J. Biol. Chem. 2012. V. 287. № 23. P. 19622–19630.
  6. Galvao J., Davis B., Tilley M. et al. Unexpected low-dose toxicity of the universal solvent DMSO // The FASEB J. 2014. V. 28. № 3. P. 1317–1330.
  7. Gregory T.R. Coincidence, coevolution, or causation? DNA content, cell size, and the C-value enigma // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 2001. V. 76. № 1. P. 65–101.
  8. Grewal S., Carver J.G., Ridley A.J. et al. Implantation of the human embryo requires Rac1-dependent endometrial stromal cell migration // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 105. № 42. P. 16189–16194.
  9. Hisamatsu Y., Murata H., Tsubokura H. et al. Matrix metalloproteinases in human decidualized endometrial stromal cells // Curr. Issues Mol. Biol. 2021. V. 43. № 3. P. 2111–2123.
  10. Huang J.R., Tseng L., Bischof P. et al. Regulation of prolactin production by progestin, estrogen and relaxin in human endometrial stromal cells // Endocrinology. 1987. V. 121. P. 2011–2017.
  11. Irwin J.C., Kirk D., King R.J. et al. Hormonal regulation of human endometrial stromal cells in culture: an in vitro model for decidualization // Fertil Steril. 1989. V. 52. № 5. P. 761-8.
  12. Izmailova L.S., Gaidamaka A.O., Serbina O.O. et al. Effect of hormonal background on the expression of sex hormone receptors and the migration potential of mouse endometrial epithelial and stromal cells in vitro // Russ. J. Dev. Biol. 2021. V. 52. № 6. P. 401–413.
  13. Kariya M., Kanzaki H., Takakura K. et al. Interleukin-1 inhibits in vitro decidualization of human endometrial stromal cells // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1991. V. 73. № 6. P. 1170–1174.
  14. Larsen E.C., Christiansen O.B., Kolte A.M. et al. New insights into mechanisms behind miscarriage // BMC medicine. 2013. V. 11. P. 154.
  15. Macklon N.S., Brosens J.J. The human endometrium as a sensor of embryo quality // Biol. Reprod. 2014. V. 91. № 4. P. 98.
  16. Makieva S., Giacomini E., Ottolina J. et al. Inside the endometrial cell signaling subway: Mind the gap(s) // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 9. P. 2477.
  17. Massimiani M., Lacconi V., La Civita F. et al. Molecular signaling regulating endometrium-blastocyst crosstalk // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 21. № 1. P. 23.
  18. Nakamoto T., Okada H., Nakajima T. et al. Progesterone induces the fibulin-1 expression in human endometrial stromal cells // Hum. Reprod. 2005. V. 20. № 6. P. 1447–1455.
  19. Ojosnegros S., Seriola A., Godeau A.L. et al. Embryo implantation in the laboratory: an update on current techniques // Hum. Reprod. Update. 2021. V. 27. № 3. P. 501–530.
  20. Okada H. Rapid downregulation of CD63 transcription by progesterone in human endometrial stromal cells // Mol. Hum. Reprod. 1999. V. 5. № 6. P. 554–558.
  21. Ramathal C.Y., Bagchi I.C., Taylor R.N. et al. Endometrial decidualization: of mice and men // Semin. Reprod. Med. 2010. V. 28. № 1. P. 17–26.
  22. Randolph J.F., Peegel H., Ansbacher R. et al. In vitro induction of prolactin production and aromatase activity by gonadal steroids exclusively in the stroma of separated proliferative human endometrium // Am. J. Obstet. Gynecol. 1990. V. 162. № 4. P. 1109–1114.
  23. Teklenburg G., Salker M., Molokhia M. et al. Natural selection of human embryos: decidualizing endometrial stromal cells serve as sensors of embryo quality upon implantation // PLoS One. 2010. V. 5. № 4. P. e10258.
  24. Whirledge S., Kisanga E.P., Taylor R.N. et al. Pioneer factors FOXA1 and FOXA2 assist selective glucocorticoid receptor signaling in human endometrial cells // Endocrinology. 2017. V. 158. № 11. P. 4076–4092.
  25. Yang Q., Zhang X., Shi Y. et al. Increased expression of NDRG3 in mouse uterus during embryo implantation and in mouse endometrial stromal cells during in vitro decidualization // Reproductive Sciences. 2017. V. 25. № 8. P. 1197–1207.
  26. Yu H.F., Yang Z.Q., Xu M.Y. et al. Yap is essential for uterine decidualization through Rrm2/GSH/ROS pathway in response to Bmp2 // Int. J. Biol. Sci. 2022. V. 18. № 6. P. 2261–2276.
  27. Zhang S., Lin H., Kong S. et al. Physiological and molecular determinants of embryo implantation // Mol. Aspects Med. 2013. V. 34. № 5. P. 939–980.
  28. Zhu H., Hou C.C., Luo L.F. et al. Endometrial stromal cells and decidualized stromal cells: origins, transformation and functions // Gene. 2014. V. 551. № 1. P. 1–14.

Supplementary files


Copyright (c) 2023 А.О. Гайдамака, А.В. Муромцев, Л.Ш. Измайлова, Г.А. Марченко, Е.А. Воротеляк

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».