Heparin bağlayıcı epidermal büyüme faktörünün implantasyonun adezyon aşamasına etkilerinin in vitro incelenmesi
In vitro investigation of effects of heparin binding epidermal growth factor-like growth factor on adhesion stage of implantation
Yazar: BURCU BİLTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. GÖZDE ERKANLI ŞENTÜRK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Adezyonlar = Adhesions ; Cadherinler = Cadherins ; Embriyo gelişimi = Embryonic development ; Embriyo implantasyonu = Embryo implantation ; Endometriyum = Endometrium ; Epidermal büyüme faktörü = Epidermal growth factor ; Heparin = Heparin ; Hücreler = Cells ; İn vitro = In vitro ; İntegrinler = Integrins

Özet:
Embriyo implantasyonu birçok türde üreme sürecinin en hassas basamağı olarak görülmektedir. Embriyo-endometriyum etkileşiminin çalışılması amacıyla birçok in vitro model geliştirilmiştir. HB-EGF; Epidermal Büyüme Faktörü ailesi üyesidir, implantasyon sürecinde insan uterusunda eksprese edilir. Çalışmamızda Ishikawa hücre hattı ve bu hücrelere tutunma yeteneğinde olan JAR hücreleri ile in vitro implantasyon modeli oluşturarak HB-EGF'nin adezyon aşamasına etkilerini incelemeyi amaçladık.
HB-EGF, 1, 10, 100 ng/ml'lik dozlarda tek tabakalı Ishikawa hücrelerine uygulanmış 6 saat sonra JAR sferoidleri eklenerek 1, 6, 12 ve 24 saat sürelerde ko-kültüre edilmiştir. HB-EGF'nin hücrelerde E-kaderin, ErbB-4 ve İntegrin αvβ3 protein ekspresyonlarına etkisi immünositokimya, Western blot ve elektron mikroskobik tekniklerle değerlendirilmiştir. HB-EGF'nin trofoblast hücrelerinin endometriyal hücrelere adezyonuna etkisini, trofoblastik integrin αvβ3 ve ErbB-4 ekspresyonunda artış, trofoblastik E-kaderin ekspresyonunda düşüş ve endometriyal E-kaderin ekspresyonunda artış yoluyla gerçekleştirdiğini ayrıca invazyon için gereken morfolojik değişimleri de beraberinde getirdiğini ortaya koyduk.  Ultrastrüktürel olarak 12 ve 24 saatlik 10 ve 100 ng/ml HB-EGF uygulanan Ishikawa hücrelerinin organel içerebilen uterodomlara benzer görünümler kazandığını, hücreler arası bağlantıların korunduğunu ancak intersellüler boşlukların adezyonun ileri saatlerinde ve invazyonda arttığını, JAR sferoidlerinde ise veziküler trafiğin arttığını kaydettik. Dolayısıyla HB-EGF'nin bu implantasyon modelinde Ishikawa hücrelerinin reseptivitesini ve JAR hücrelerinin adezyonunu artırdığını immunositokimya, Western blot analizi ve ultrastrüktürel olarak ortaya koyduk.
Sonuç olarak oluşturduğumuz implantasyon modeli ko-kültürlerin sferoidli ve sferoidsiz olarak karşılaştırılması ve daha uzun sürelerde HB-EGF ile inkübasyonun üç boyutlu kültürlerde etkilerinin ileri moleküler tekniklerle incelenmesi gerektiğini ve ekspresyonunu düzenleyen moleküler etkileşimlerin daha iyi anlaşılması için özellikle üreme dokularında HB-EGF ile indüklenen genlerin in vivo olarak araştırılması gerektiğini göstermiştir.

Abstract:
Embryo implantation is considered as the most vulnerable step of reproduction process in many species. Numerous in vitro models have been developed to study the embryo-endometrium interaction. HB-EGF, a member of Epidermal Growth Factor family, is expressed in human uterus during implantation process. In this study, we aimed to search effects of HB-EGF on adhesion stage in an in vitro implantation model constructed with Ishikawa cell line and JAR cell line which are able to adhere Ishikawa cells.
1, 10, 100 ng/ml doses of HB-EGF were applied for 1, 6, 12 and 24 hours to co-cultures of JAR spheroids with Ishikawa monolayers, which were incubated with HB-EGF for 6 hours. The effects of HB-EGF on E-cadherin, ErbB-4 and Integrin αvβ3 protein expressions in cells were investigated by immunocytochemistry, Western blot and electron microscopic analysis. We reported that HB-EGF showed its effect on adhesion of trophoblast cells on endometrial cells through increased expression of trophoblastic integrin αvβ3, ErbB-4, endometrial E-cadherin and decreased in trophoblastic E-cadherin, with morphological changes required for invasion. Treatment with 10 and 100 ng/ml HB-EGF for 12 and 24 hours ultrastructurally showed Ishikawa cells gained uterodom like appearances including organelles, protected their intercellular junctions but their intercellular spaces expanded during further hours of adhesion and invasion; and that JAR spheroids had increased vesicular transport trafficking. Thus, we revealed that HB-EGF may increase reseptivity of Ishikawa cells and adhesion of JAR cells in this implantation model.  
Consequently, this implantation model suggests that co-cultures need to be compared with and without spheroids; effects of longer incubations with HB-EGF on three dimensional cultures need to be evaluated by advanced molecular techniques and in vivo investigation of HB-EGF-induced genes of specific reproductive tissues need to be searched to understand the molecular mechanisms regulating its expression.