Vergleichende Analyse des Transkriptoms und Methyloms in verschiedenen Trophoblast-Populationen zum Zeitpunkt der Embryo-Implantation bei Stuten

Während der equinen Implantation werden zwei verschiedene Trophoblast-Subpopulationen identifiziert: der invasive chorionäre Gürtel (CG) und das nicht-invasive Allantochorion. Man geht davon aus, dass der invasive CG-Trophoblast die mütterliche Immunantwort moduliert und die Embryo-Anhaftung an das Endometrium erleichtert, während das Allantochorion zur Placentaentwicklung beiträgt, ohne das Endometrium zu durchdringen. Die Mechanismen, die der unterschiedlichen Adhäsion und der Immunmodulation dieser beiden Linien zugrunde liegen, sind jedoch bislang schlecht verstanden. Diese Studie hatte das Ziel, die Regulation biologischer Prozesse, die der Trophoblast-Anhaftung, der Entwicklung und der Aufrechterhaltung der Immunverträglichkeit zugrunde liegen, zu untersuchen, indem das Transkriptom und Methylom von CG- und Allantochorion-Trophoblasten vor und nach der Implantation, das heißt zwischen den Schwangerschaftstagen 33 und 42, verglichen wurden. Unabhängig vom Schwangerschaftstag war das Allantochorion (n = 4) in TGFB und seinen Rezeptoren TGFBR1 und TGFBR2 angereichert. Während des Implantationsfensters nahm die Expression regulatorischer Makrophagenmarker wie IL33, PLG-RKT und CD163 im Allantochorion zu, begleitet von einer Hochregulation von TFEB und SERPINB9. Der invasive CG (CG33, n = 4) zeigte eine höhere Expression von NLRC5, einem Transkriptionsregulator von MHC I, im Vergleich zum nicht-invasiven Allantochorion (ALC33, n = 4). Bemerkenswerterweise sank die NLRC5-Expression im Allantochorion von Tag 33 bis 42. Darüber hinaus war Beta-2-Mikroglobulin (B2M), das die leichte Kette von MHC I kodiert, im Allantochorion hypermethyliert. Mehrere Gene, darunter CAVIN1, LHB und INSR, wiesen signifikant unterschiedliche Expressions- und Methylierungsprofile zwischen den beiden Trophoblast-Typen auf, während andere, wie IFNGR1, CD177, im Verlauf des Implantationsfensters eine differenzielle Regulation zeigten. Gene Ontologie- und Weganalyse ergaben, dass signifikant unterschiedliche expressed und methyliert Gene in biologischen Prozessen und Wegen angereichert waren, die für die Implantation entscheidend sind, einschließlich Zellmigration und -adhäsion, TGFB-Signalgebung, Fibrose, Wundheilung und Leukozyten-Extravasation. Die erhöhte Expression von IL33 und CD163 deutet darauf hin, dass das Allantochorion die Rekrutierung oder Polarisation von Makrophagen zu einem regulatorischen Phänotyp fördern könnte, wodurch die lokale Immunumgebung moduliert wird. TFEB könnte zur steroidogenen Aktivität und funktionellen Reifung des Allantochorions beitragen. Räumliche und zeitliche Unterschiede in der Genmethyliierung zwischen CG und Allantochorion deuten auf eine Beteiligung epigenetischer Regulation an der Trophoblast-Invasion und -Anheftung an das Endometrium hin. Schließlich deuten die kombinierte B2M-Hypermethylierung und die differenzielle Expression von NLRC5 auf eine epigenetische und transkriptionale Kontrolle der MHC I-Expression in den equinen Trophoblasten während der Implantation hin.