Titelaufnahme

Titel
The role of canonical Notch signalling in human decidualization / submitted by Gerlinde Regina Otti
VerfasserOtti, Gerlinde Regina
Begutachter / BegutachterinKnöfler, Martin
Erschienen2014
UmfangXIII, 98 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Endometrium / Dezidua / Notch Signalweg
Schlagwörter (EN)endometrium / decidua / notch signalling
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-5681 Persistent Identifier (URN)
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The role of canonical Notch signalling in human decidualization [5.35 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Differenzierung des humanen Endometriums zu einer funktionalen Dezidua ist für die erfolgreiche Anhaftung und Einnistung der Blastozyste fundamental. Der extra-embryonale Trophoblast und die maternale Dezidua bilden die feto-maternale Schnittstelle, an welcher Gas- und Nährstoffaustausch zwischen Mutter und Kind stattfinden.

Fehlerhafte Dezidualisierung ist einer der häufigsten Gründe für Infertilität. Humane deziduale Stromazellen (HDSC) produzieren eine Vielzahl von extrazellulären Matrixproteinen und sekretorischen Produkten wie Prolaktin (PRL) und Insulin-like growth factor binding protein 1 (IGFBP1). Dezidualisierung hängt von Progesteron- und Zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP)-gesteuerten Signalwegen ab.

Letztere werden während des menstrualen Zyklus durch verschiedene Hormone aktiviert.

Der Notch-Signalweg ist hochkonserviert und reguliert verschiedenste zelluläre Prozesse, u.a. die Erhaltung von Stammzellen, Differenzierung und Proliferation. Der Signalweg wird durch die Spaltung der Rezeptoren Notch1-4 nach deren Bindung an einen ihrer Transmembranliganden Jagged1, 2, DLL1, 3 oder 4 aktiviert. Die Notch-Intrazellulärdomäne transloziert in den Zellkern, wo sie die Transkription von Zielgenen initiiert.

Studien haben gezeigt, dass Notch-Proteine während des menstrualen Zyklus im Endometrium exprimiert sind und dass der Notch-Signalweg in muriner Dezidualisierung involviert ist. Jedoch ist seine Rolle während der humanen Dezidualisierung noch vollkommen unbekannt und stellt daher eine interessante Fragestellung im Kontext der Differenzierung und Proliferation von HDSC dar.

Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass Notch2, Jagged1, DLL1 und DLL4 in HDSC des ersten Trimenons exprimiert werden. Notch2 wurde während der in vitro Dezidualisierung konstitutiv exprimiert, während DLL1 und DLL4 durch cAMP dramatisch hochreguliert wurden.

Notch-Signalaktivität wurde während der Dezidualisierung induziert, wie auch die Expression des prominenten Notch-Zielgens Hes1. Behandlung differenzierender HDSC mit dem Notch-Inhibitor DAPT reduzierte basale und induzierte Notch-Aktivität sowie die Expression von Hes1 und der Marker PRL und IGFBP1. Antikörper-Inhibierung und si-RNA Knockdown von Notch2 reduzierte die mRNA-Konzentration von Hes1, PRL und IGFBP1 auf ähnliche Weise. Zusätzlich wurde die Sekretion von PRL durch Notch2-Inhibierung reduziert; dies lässt auf eine wichtige Rolle des Rezeptors in der humanen Dezidualisierung schließen. Die Induktion von DLL1 und DLL4 weist auf eine Funktion der Liganden in der Kommunikation mit anderen Zellen hin.

Zusammenfassung (Englisch)

The differentiation of the human endometrium into a functional decidua is fundamental for successful blastocyst attachment and implantation. The extra-embryonic trophoblast tissue and the maternal decidua compose the foetal-maternal interface, the site of gas and nutrient exchange between mother and foetus. Indeed, failures of decidualization are an underlying cause of maternal infertility. Human decidual stromal cells (HDSC) produce various extracellular matrix proteins as well as secretory products including prolactin (PRL) and insulin-like growth factor binding protein 1 (IGFBP1). Decidualization depends on progesterone and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) signalling pathways, the latter being triggered by various hormones during the menstrual cycle.

The Notch signalling cascade is a highly conserved pathway that regulates numerous cellular processes such as stem cell maintenance, differentiation and proliferation. Activation of Notch signalling occurs via cleavage of the receptors Notch1-4 upon binding to their transmembrane ligands Jagged1, 2, DLL1, 3 or 4 on neighbouring cells.

Translocation of the Notch intracellular domain to the nucleus initiates transcription of target genes. Previous studies have shown that various Notch family members are expressed in the cycling endometrium and that Notch signalling is critically involved in murine decidualization. Yet, its role in the transformation of the human endometrium has not been explored. Therefore, we aimed to characterize the function of the pathway in the differentiation and proliferation of HDSC.

The obtained results showed that Notch2, Jagged1, DLL1 and DLL4 were expressed by HDSC in first trimester decidual tissue. During in vitro differentiation, Notch2 was constitutively expressed, while DLL1 and DLL4 were dramatically increased upon cAMP stimulation. Notch signalling activity was induced during decidualization, so was the expression of the major Notch target gene hairy and enhancer of split 1 (Hes1).

Treatment of differentiating HDSC with the Notch signalling inhibitor DAPT decreased basal and cAMP-induced signalling activity, as well as the expression of Hes1 and the decidual marker genes PRL and IGFBP1, indicating active Notch signalling during decidualization.

Antibody-mediated blocking or siRNA-mediated knockdown of Notch2 abated mRNA levels of Hes1, PRL and IGFBP1 in a similar manner. Additionally, secretion of PRL was diminished upon inhibition of Notch2 signalling, suggesting a vital role for Notch2 in human decidualization.

Upregulation of DLL1 and DLL4 further suggests a role for these ligands in the crosstalk with other cells in the decidua.