Schlüsselgene der menschlichen Eileiterfunktion

Einleitung: Der menschliche Eileiter und das Endometrium besitzen einen gemeinsamen embryologischen Ursprung und sind hormonellen, zyklischen Veränderungen durch Steroidhormone während des Menstruationszyklus ausgesetzt. Der Embryo tritt während seiner ersten vier Entwicklungstage im Eileiter auf seinem Weg zum Endometrium sowohl mit dem Oberflächenepithel des Eileiters als auch mit dessen Sekretionsprodukten in Kontakt. Eine ausgeprägte embryo-maternale Kommunikation, die die Entwicklung des Embryos, des Endometriums und konsekutiv die erfolgreiche Implantation im Endometrium ermöglicht, scheint bereits hier stattzufinden. Da dieses Umfeld jedoch schwierig zu untersuchen ist, gibt es bis heute nur wenige fundierte Studien über diesen komplexen molekularbiologischen Prozess.

Das Ziel dieser Studie war es deshalb, die Genexpression im menschlichen Eileiter der Sekretions- verglichen mit der Proliferationsphase zur Identifikation von Schlüsselgenen zu untersuchen, die die Maturation, den Transport und die Implantation des Embryos wesentlich beeinflussen.

Material und Methoden: Aus menschlichen Eileiterbiopsien der Sekretions- und Proliferationsphase wurde dem Herstellerprotokoll folgend tRNA isoliert und auf einen Oligonukleotid Genchip Array (HG-U133 plus 2.0, Affimetrix, 54.600 Probesets) hybridisiert. Die so generierten biomathematischen Daten wurden über biostatistische Analysen ausgewertet. Anschlieβend wurden repräsentative Gene aus beiden Gruppen mittels real-time PCR, Protein-ELISA und Immunohistochemie validiert.

Ergebnisse: Die biomathematische Analyse zeigte eine statistisch signifikante verminderte Expression von 650 und eine signifikant gesteigerte Expression von 683 Genen in den Eileitern der Sekretions- verglichen mit denen der Proliferationsphase. Gene, die für immunmodulatorisch- und matrixstabilisierend-wirkende Proteine kodieren, dominierten die Gruppe der vermindert exprimierten Gene, während Kalziumkanal, Gluthationtransferase, Sekretoglobuline, ISG15 und der Forkhead transcription factor-1A (FOXO1A) unter den am stärksten hochregulierten Genen waren. Repräsentative Gene beider Gruppen konnten auf mRNA Ebene mittels real-time RT-PCR und auf Proteinebene mittels Immunoblot-Analyse validiert werden. Darüberhinaus konnte die Expression und Lokalisation einzelner Proteine mittels immunohistochemischer Färbung von Eileitergewebe identifiziert werden.

Schlussfolgerung: Die hier vorliegenden Daten der ersten umfassenden Genexpressionsanalyse des menschlichen Eileiters zu unterschiedlichen Zeitpunkten des hormonell beeinflussten Menstruationszyklus zeigen eine signifikant reduzierte Expression von Genen, die bei der Makrophagenrekrutierung, Immunmodulation und Matrixdegeneration eine wichtige Rolle spielen, in Eileitern der Sekretions- im Vergleich zur Proliferationsphase,. Zugleich kommt es zu einer gesteigerten Expression von Genen in diesen Eileitern, die Ionentransport- und Sekretion bewerkstelligen. Diese hormonell regulierten Veränderungen des Eileitermilieus suggerieren eine einzigartig veränderte Umgebung, die den passagierenden Embryo bezüglich seiner frühen Entwicklung, Transport und der subsequenten Einnistung wesentlich beeinflussen können.

Danksagung: Diese Studie wurde von der DFG (HE 3544/2–1) gefördert