ヒトのin vitro着床モデルにおけるトロフェブラストの侵入中の細胞-細胞接合部

胚の着床は、胚が子宮内膜に埋め込まれるプロセスを指します。これは、胚の外層が内膜表面に付着することから始まり、一層の上皮の二種類、すなわち胚のトロフェブラストと内膜上皮の相互作用が関与しています。次に、トランスエピテリアル移動が発生し、トロフェブラスト細胞が内膜バリアを越えます。トロフェブラスト細胞はその後、間質区画に侵入します。着床は非常に種特異的であり、ヒトの着床は、二つの極性を持つ上皮の頂側間での細胞-細胞相互作用を含む侵入の他のタイプとは異なります。着床は成功する妊娠の前提条件ですが、ヒトにおける正確な分子および細胞メカニズムの理解は、明らかな倫理的および技術的制約により限られています。したがって、このプロセスを研究するためには適切なin vitroモデルが不可欠です。この研究の目的は、そのニーズに応え、胎児トロフェブラストの内膜上皮を通過する付着とトランスエピテリアル侵入を研究するために、生理的機械的3D環境を創造することにより、現在利用可能なモデルを改善することでした。まず、ホルモン応答性のヒト子宮内膜腺癌由来の細胞株を用いて、腔内子宮内膜上皮のモデルを確立し、基質の硬さが上皮の形態と極性に及ぼす影響を試験しました。私たちの結果は、細胞が硬さ由来の機械的手掛かりに応じて反応し、その結果、細胞の極性に差異が生じることを明らかにしました。次に、永続化されたヒトトロフェブラスト細胞株からスフェロイドを生成し、胚のトロフェブラストのサイズと形状を模倣しました。次に、トロフェブラストの内膜単層を通過する付着と浸透を調べることができました。この設定を使用して、基質の硬さがスフェロイドの付着にスケールすることを示しました。トロフェブラストの付着と侵入に細胞-細胞接合部が関与しているかどうかを調べるため、侵入部位での三種類の主要な細胞-細胞接着タイプの局在と再配置を研究しました。これには、バリア形成を行うタイトジャンクション、アクチンに固定されるアデレン接合部、および中間フィラメントに固定されるデスモソームが含まれました。蛍光染料を使用して、トロフェブラストと内膜上皮を別々にラベル付けしました。免疫蛍光顕微鏡により、トロフェブラストと内膜との間に異種接合部を検出できました。電子顕微鏡により、侵入部位での異なる接合部タイプの存在の追加証拠が提供されました。その関連をさらに検証するために、腺癌由来の内膜細胞株の代わりに一次子宮内膜細胞を使用しました。免疫染色は、すべての三種の細胞-細胞接合部がトロフェブラストと内膜の間に形成されていることを確認するだけでなく、内膜上皮との接触後のトロフェブラスト細胞間の接合部形成に対する強化フィードバック効果も明らかにしました。最後に、付着-侵入過程における異種接合部の機能性をテストしました。タイトジャンクションの機能性を評価するために、侵入部位でのインピーダンス測定を行いました。スフェロイドの付着と侵入中にインピーダンスの増加が検出され、侵入部位でタイトに封じられたタイトジャンクションネットワークが維持または強化されたことを示しました。次に、デスモソームのトランスエピテリアル侵入における役割を調査するために、デスモソームカドヘリンデスモグレイン2に対するブロッキング抗体を使用しました。デスモグレイン2を介した接着に対する干渉は、トランスエピテリアルトロフェブラスト侵入の遅延をもたらしました。これらをまとめると、私はヒト胚の付着と侵入の新しいモデルを確立し、検証しました。このモデルを使用して、異種接合部がこのプロセスに関与していることを示すことができました。結果は、ヒト胚の着床中に発生する生物学的プロセスを理解しモデル化するための細胞力学の重要性を強調しています。