芯片模仿牛子宫内膜用于怀孕因素危害的研究

调查因素危害在牛怀孕成功,大学的研究人员在巴西圣保罗(USP)使用一种芯片的模拟环境的子宫内膜,子宫的组织行里面。

这项研究是由生物学家蒂亚戈卡马拉Henrique de本,圣保罗大学的博士后研究员动物科学与食品工程学院(FZEA-USP),与四个合作在英国利兹大学的研究人员。在《华尔街日报》的一篇文章中报道了他们的研究成果内分泌学。

研究人员专注于分析改变产妇上皮和基质的胰岛素和葡萄糖水平细胞,最初的发展和可能的后果怀孕。在子宫内膜上皮细胞是最外部的。他们接口与腔和直接接触的胚胎。基质细胞进一步内部,作为支持细胞引导上皮细胞生长,分化和发育等功能。

该组织发现高水平的血糖改变21蛋白质编码基因上皮细胞和191年的基质细胞,以及触发定量检查参与组成分泌腺蛋白的变化(蛋白质分泌的培养基,在这种情况下模仿子宫内膜流体)。“当我们改变培养基中葡萄糖和胰岛素的量,强调细胞,我们可以打开或关闭开关基因,决定是否或不表达,“卡马拉德本说。

胰岛素水平的变化改变196年的量化分泌蛋白质但导致有限的基因转录的变更。“关键因素可能是子宫液的蛋白质组成,这些细胞分泌蛋白质进入胚胎,”他解释道。“我们发现这组蛋白与信号通路发挥重要作用在牛怀孕初期的成功,与代谢,细胞矩阵和其他因素。所有这些发现证据一个机制,它能让产妇血糖和胰岛素变化影响子宫功能。”

卡马拉de Bem FAPESP通过博士后奖学金必须占州政府支持的一个项目进行的分子形态生理学和开发实验室的监督下弗拉维奥维埃拉Meirelles教授和研究国外实习奖学金(BEPE)。

压力

根据卡马拉德本,巴西是世界领先的生产牛胚胎,但是失去了怀孕率很高。“我们大部分的胚胎是由体外受精。收集卵母细胞,成熟,受精,有教养,转移到同步的接受者。然而,有40%的妊娠丢失在第三或第四个星期,”他回忆说,牛怀孕大概持续了九个月,就像人类。

生殖成功取决于很多的条件。“怀孕是一个互动的母亲和胚胎发育在母亲的子宫,“卡马拉德本说。“这涉及到胚胎的细胞之间的相互和母亲的。这种交流是受多个进程的影响。怀孕可能发生损失时的沟通不是当胚胎不能信号它的存在或母亲不认识到发展中胚胎。”

压力由于环境或营养问题,甚至生产过程本身可能导致不稳定maternal-embryo沟通和扰乱怀孕,他继续说。怀孕的牛,在高产奶牛的主要问题,与最初的产后时期经常涉及代谢压力由于负面能量平衡的大坝。

“例如,葡萄糖是一个基本的基质细胞新陈代谢,“卡马拉德本说。“细胞需要葡萄糖来执行其功能。泌乳奶牛进行代谢产奶的挑战。他们消耗了大量的能量,因为他们需要保持有机体的基本功能以及所涉及的所有功能牛奶产量。妈妈的新陈代谢的状态明显影响繁殖。因此,我们专注于理解的因素导致代谢压力环境中得到的胚胎。”

子宫内膜在芯片上

卡马拉德本强调研究与福德尼领导的小组合作,利兹大学医学院教授最后这篇文章的作者。“她是调查孕产妇承认怀孕牛。我感兴趣的调查母亲信号发送的胚胎。我们认为这是一个很好的合作,开发一个子宫内膜芯片,可用于多细胞文化,即增长超过一种类型的子宫内膜细胞,”他说。

芯片类似于组织学幻灯片,除了它分为chambers-compartments的科学家播种两种类型的细胞。的分区是由多孔膜,使两者之间的信息交换细胞培养在不同的房间,但不允许细胞类型改变了立场。该设备可以被认为是一个商业芯片适应模拟一个子宫内膜。

“上皮细胞在参议院被播种,基质细胞下,”de Bem卡马拉说。”在子宫内膜细胞类型都是丰富的。参议院的培养基富集因素产生和上皮细胞分泌的,代表检查参与组成分泌腺子宫内膜。

芯片使科学家们不断注入细胞培养基。“我们为三天,培养细胞注入介质整个时间(每分钟1微升72小时)与三种不同浓度的葡萄糖或两种不同浓度的胰岛素,”他说。“营养管理非常缓慢,在流模仿最好的媒介生理学。这确保了细胞暴露在相同的血糖和胰岛素水平在整个实验过程中。”

未来

该方法创新和从未使用过模仿牛子宫内膜。传统的细胞培养是所有子宫内膜条件过于简单模拟。“子宫内膜是三维的,有几种类型的细胞和腺体产生因素和营养维持妊娠,“卡马拉德本回忆道。“体外胚胎培养使用传统的方法是静态的,涉及到一个细胞类型的环境中,并不反映动物生物的丰富性。你可以培养细胞,胚胎转移到收件人和生产健康的动物,但我们着手重建过程的方式尽可能接近生理现实。”

卡马拉德本指出,他的合作伙伴在利兹大学的胚胎插入正在开发其他类型的芯片。”的方法打开一个财富的机会,在未来我们希望能够培养细胞和胚胎在一起为了找出究竟会发生什么变化与母血细胞在媒介和沟通。这是一个开放的应用研究,”他说。

组的工作也提供了一个潜在的模型研究怀孕哺乳动物,包括人类。“除了非人类的灵长类动物,老鼠是研究人类的主要模型。胎盘形成老鼠是最类似于人类的过程。另一方面,与美国有很多老鼠的后代。在牛、胎盘形成非常不同于人类,但妊娠期和牛相似也只有一个后代每怀孕。永远不会有一个理想的模型,因为物种之间的差异,但这可能是一个模型,”他说。