STRESZCZENIE Rola receptora PGF2α w interakcjach pomiędzy

STRESZCZENIE
Rola receptora PGF2α w interakcjach pomiędzy zarodkiem a endometrium podczas wczesnej ciąży
u świni.
Mgr Piotr Kaczyński
Praca doktorska została wykonana w Zakładzie Mechanizmów Działania Hormonów Instytutu Rozrodu
Zwierząt i Badań Żywności Polskiej Akademii Nauk w Olsztynie, pod kierunkiem dr hab. Agnieszki Wacławik.
Rozprawa doktorska składa się z dwóch oryginalnych publikacji eksperymentalnych:
1. Kaczyński P., Wacławik A. (2013) Effect of conceptus on expression of prostaglandin F2α receptor in the
porcine endometrium Theriogenology; 79:784-790.
2. Kaczyński P., Kowalewski MP., Wacławik A. (2016) Prostaglandin F2α promotes angiogenesis and embryomaternal interactions during implantation. Reproduction; 151(5):539-552.
Proces tzw. matczynego rozpoznania ciąży u zwierząt oraz ludzi to newralgiczny etap ciąży, w którym
rozwijające się zarodki sygnalizują swoją obecność organizmowi matki. Okres matczynego rozpoznania ciąży
u świni ma miejsce między 11. a 13. dniem ciąży. Od 14. dnia ciąży uaktywniają się procesy związane
z implantacją zarodków. Okres matczynego rozpoznania ciąż oraz implantacji charakteryzuje się wysoką
zamieralnością zarodków, która sięga nawet 40%. Ważnymi regulatorami warunkującymi prawidłowy przebieg
procesów rozrodczych są prostaglandyny. Zahamowanie ich syntezy w okresie przedimplatacyjnym zarodka
skutkuje poronieniami. Z drugiej strony, prostaglandyna F2α (PGF2α) znana jest powszechnie jako czynnik
inicjujący procesy regresji ciałka żółtego. Stosowana egzogennie, prowadzi do przerwania ciąży. Jednakże,
w okresie implantacji zarodka u świni zawartość PGF2α w świetle macicy jest wyższa niż u loszek
w odpowiadającym okresie cyklu rujowego. Wiąże się to z mechanizmami ochrony ciałka żółtego przed
luteolitycznym działaniem PGF2α. W związku z powyższymi faktami, prostaglandynie F2α zgromadzonej
w świetle macicy nie przypisywano dotąd żadnej roli lub uważano jej obecność podczas wczesnej ciąży za
niepożądaną. Z drugiej strony, ostatnie badania wykazały, że synteza PGF2α w endometrium oraz zarodku
świni jest podwyższona w okresie, w którym rozpoczyna się proces implantacji zarodków. Ponadto, wzmożona
synteza i/lub podwyższona zawartość PGF2α podczas ciąży została zaobserwowana w macicy u człowieka,
bydła, psów oraz szczurów. W literaturze naukowej niewiele jest doniesień na temat roli PGF2α wydzielanej
do światła macicy, jak również brak jest danych dotyczących udziału receptora prostaglandyny F2α ( PTGFR)
we wczesnej ciąży u świni oraz innych zwierząt. Na podstawie przytoczonych danych dostępnych w literaturze
naukowej postawiono hipotezę, według której PGF2α działając auto- i parakrynnie poprzez PTGFR
zlokalizowane w endometrium wspiera proces implantacji i rozwoju wczesnej ciąży u świni. Celem pracy
doktorskiej było przedstawienie nowej, nieopisanej dotąd roli receptora PGF2α oraz prostaglandyny F2α
w interakcjach pomiędzy zarodkami a endometrium macicy podczas wczesnej ciąży u świni. Powyższy cel
został osiągnięty poprzez zrealizowanie następujących zadań:
• Scharakteryzowanie profilu ekspresji genu i białka PTGFR w endometrium świni podczas wczesnej ciąży
i podczas cyklu rujowego;
• Określenie lokalizacji białka PTGFR w endometrium świni podczas wczesnej ciąży i podczas cyklu rujowego;
• Zbadanie wpływu obecności zarodka na ekspresję receptora PTGFR w endometrium świni in vitro oraz in
vivo;
• Określenie wpływu sygnału zarodkowego – estradiolu-17β na regulację ekspresji genu i białka PTGFR
w endometrium świni in vitro oraz in vivo;
•Identyfikację wewnątrzkomórkowych szlaków aktywowanych przez PGF2a w komórkach nabłonka
powierzchniowego endometrium oraz zbadanie wpływu PGF2α na ekspresję genu czynnika wzrostu śródbłonka
naczyń (VEGFA) oraz syntezę i sekrecję białka VEGFA przez błonę śluzową macicy świni;
• Określenie wpływu PGF2α na ekspresję wybranych czynników w endometrium, potencjalnie
zaangażowanych w proces implantacji oraz komunikacji pomiędzy zarodkami a endometrium świni.
Zastosowano modele in vitro oraz in vivo. Ekspresję białek badano metodą Western Blot. Lokalizację
białka PTGFR w macicy dokonano przy użyciu metody immunohistochemicznej. Koncentracja VEGFA
wydzielanego przez endometrium oznaczona została metodą radioimmunologiczną (RIA). Ekspresję genów
zbadano techniką real-time PCR. Wyniki zrealizowanych badań, pozwoliły pozytywnie zweryfikować
postawioną hipotezę oraz umożliwiły sformułowanie następujących wniosków:
1) Ekspresja genu oraz białka PTGFR w błonie śluzowej macicy podczas wczesnej ciąży u świni wzrasta w
okresie implantacji zarodków.
2) Białko PTGFR zlokalizowane jest głównie w nabłonku powierzchniowym oraz nabłonku gruczołowym
endometrium, a także w naczyniach krwionośnych oraz w komórkach stromy.
3) Obecność zarodków oraz wydzielany przez nie estradiol-17β zwiększają ekspresję białka PTGFR in vitro i
in vivo.
4) Prostaglandyna F2α, działając poprzez PTGFR, stymuluje ekspresję genu, syntezę i sekrecję czynnika
wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF) w endometrium świni najprawdopodobniej poprzez aktywację kinazy
MAPK1/3.
5) Prowadząc do wzrostu syntezy i sekrecji VEGFA w endometrium, PGF2α i jej receptor zwiększają pośrednio
proliferację komórek endotelialnych błony śluzowej macicy, biorąc udział tym samym w procesie angiogenezy
w endometrium podczas ciąży.
6) PGF2α stymuluje ekspresję genów potencjalnie zaangażowanych w procesy wspomagające implantację,
takie jak przebudowa macierzy zewnątrzkomórkowej czy komunikacja pomiędzy rozwijającymi się zarodkami
a organizmem matki.