Транскрипционный профиль в клетках кумулюса у женщин со сниженным овариальным резервом в протоколах стимуляции функции яичников в различные фазы менструального цикла в программах экстракорпорального оплодотворения
Цель исследования. Изучить возможность использования транскрипционного профиля в клетках кумулюса для прогноза качества эмбрионов у женщин со сниженным овариальным резервом в протоколах стимуляции суперовуляции в фолликулярную и лютеиновую фазы менструального цикла. Материал и методы. Проанализированы 160 образцов кумулюсных клеток от 40 пациенток со сниженным овариальным резервом, проходивших программу экстракорпорального оплодотворения/ интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ЭКО/ИКСИ). Полученные ооцит-кумулюсные комплексы разделялись на 2 группы в зависимости от фазы проведенного протокола лечения I группа (17 женщин – 70 образцов) ооциты, полученные в фолликулярной фазе цикла, II группа (23 женщины – 90 образцов) – ооциты, полученные в лютеиновой фазе цикла. Полученные кумулюсные клетки были разделены на три класса в зависимости от качества эмбрионов согласно морфологическим критериям оценки: 1-й класс – эмбрионы хорошего качества (n=42), 2-й класс – эмбрионы удовлетворительного качества (n=43), 3-й класс – эмбрионы неудовлетворительного качества (n=17). Был исследован уровень экспрессии мРНК 10 генов в кумулюсных клетках методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени: HAS2, PTGS2, GREM1, VCAN, ITPKA, ALCAM (CD166), SDC4, CALM2, SPSB2 и TP53I3. Результаты. При анализе эмбриологических показателей статистически значимых различий выявлено не было. Среднее число полученных ооцитов составило 3,6±1,9 в группе стимуляции в фолликулярной фазе, 4,2±2,0 в группе стимуляции в лютеиновой фазе (р>0,05). Количество бластоцист составило 1,6±1,4 и 1,9±1,8 соответственно (р>0,05). В кумулюсных клетках эмбрионов хорошего качества выявлено повышение уровня экспрессии мРНК генов HAS2 в 1,8 раза, VCAN в 2 раза и PTGS2 в 2,9 раза, и снижение уровня мРНК гена ITPKA в 1,9 раза (р<0,05). Предложена логистическая регрессионная модель прогноза качества эмбрионов у женщин со сниженным овариальным резервом, учитывающая уровень экспрессии мРНК генов VCAN, HAS2 и PTGS2 (чувствительность и специфичность метода составили 90,5 и 70,6% соответственно). Уровень экспрессии мРНК гена VCAN является наиболее информативным маркером для оценки качества эмбрионов согласно морфологическим критериям оценки. Выявлено статистически значимое повышение уровня экспрессии мРНК генов VCAN, SDC4, и TP53I3 в клетках кумулюса во II группе исследования (р=0,003, p=0,005, p<0,001 соответственно). Заключение. Уровни экспрессии мРНК генов VCAN, HAS2 и PTGS2 могут быть использованы как предикторы хорошего качества развивающихся эмбрионов у женщин со сниженным овариальным резервом. Индукция суперовуляции в лютеиновой фазе менструального цикла не оказывает отрицательного влияния на потенциал развития ооцитов и качество получаемых эмбрионов.Богатырева Х.А., Мишиева Н.Г., Бурменская О.В., Трофимов Д.Ю., Мартазанова Б.А., Лапина В.С., Королькова А.И., Мартынова М.В., Абубакиров А.Н.
Ключевые слова
бесплодие
стимуляция функции яичников
лютеиновая фаза
кумулюсные клетки
экспрессия мРНК генов
экстракорпоральное оплодотворение
Список литературы
1. Краснопольская К.В., Калугина А.С. Феномен «бедного» ответа на стимуляторы суперовуляции в программах ЭКО. Проблемы репродукции. 2004; 1: 51-8.
2. Ubaldi F.M., Vaiarelli A., Alviggi C., Trabucco E., Zullo F., Capalbo A. et al. Double stimulation in a single menstrual cycle increases the number of oocytes retrieved in poor prognosis patients undergoing IVF treatment. Prospective study with historical control. Fertil. Steril. 2015; 104(3, Suppl.): e322. P-630.
3. Triantafyllidou O., Sigalos G., Vlahos N. Dehydroepiandrosterone (DHEA) supplementation and IVF outcome in poor responders. Hum. Fertil. (Camb.). 2016; 7: 1-8.
4. de Mello Bianchi P.H., Serafini P., Monteiro da Rocha A., Assad Hassun P., Alves da Motta E.L., Sampaio Baruselli P., Chada Baracat E. Review: follicular waves in the human ovary: a new physiological paradigm for novel ovarian stimulation protocols. Reprod. Sci. 2010; 17(12): 1067-76.
5. Kuang Y., Chen Q., Hong Q., Lyu Q., Ai A., Fu Y., Shoham Z. Double stimulations during the follicular and luteal phases of poor responders in IVF/ICSI programmes (Shanghai protocol). Reprod. Biomed. Online. 2014; 29(6): 684-91.
6. Ebner T., Moser M., Sommergruber M., Tews G. Selection based on morphological assessment of oocytes and embryos at different stages of preimplantation development: a review. Hum. Reprod. Update. 2003; 9(3): 251-62.
7. Alfarawati S., Fragouli E., Colls P., Stevens J., Gutiérrez-Mateo C., Schoolcraft W.B. et al. The relationship between blastocyst morphology, chromosomal abnormality, and embryo gender. Fertil. Steril. 2011; 95(2): 520-4.
8. McKenzie L.J., Pangas S.A., Carson S.A., Kovanci E., Cisneros P., Buster J.E. et al. Human cumulus granulosa cell gene expression: a predictor of fertilization and embryo selection in women undergoing IVF. Hum. Reprod. 2004; 19(12): 2869-74.
9. Assou S., Haouzi D., Mahmoud K., Aouacheria A., Guillemin Y., Pantesco V. et al. A non-invasive test for assessing embryo potential by gene expression profiles of human cumulus cells: a proof of concept study. Mol. Hum. Reprod. 2008; 14(12): 711-9.
10. Hamel M., Dufort I., Robert C., Leveille M.C., Leader A., Sirard M.A. Genomic assessment of follicular marker genes as pregnancy predictors for human IVF. Mol. Hum. Reprod. 2010; 16: 87-96.
11. Hamel M., Dufort I., Robert C., Gravel C., Leveille M.C., Leader A., Sirard M.A. Identification of differentially expressed markers in human follicular cells associated with competent oocytes. Hum. Reprod. 2008; 23(5): 1118-27.
12. Moley K.H., Schreiber J.R. Ovarian follicular growth, ovulation and atresia. Endocrine, paracrine and autocrine regulation. Adv. Exp. Med. Biol. 1995; 377: 103-19.
13. Gilchrist R.B., Lane M., Thompson J.G. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Hum. Reprod. Update. 2008; 14(2): 159-77.
14. Tanghe S., Van Soom A., Nauwynck H., Coryn M., de Kruif A. Minireview: Functions of the cumulus oophorus during oocyte maturation, ovulation, and fertilization. Mol. Reprod. Dev. 2002; 61(3): 414-24.
15. Albertini D.F., Combelles C.M., Benecchi E., Carabatsos M.J. Cellular basis for paracrine regulation of ovarian follicle development Reproduction. 2001; 121(5): 647-53.
16. Блашкив Т.В., Шепель А.А., Вознесенская Т.Ю. Экспрессия генов клетками кумулюсного окружения ооцита в период овуляции и оплодотворения (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2014; 1: 55-8.
17. Anderson R.A., Sciorio R., Kinnell H., Bayne R.A., Thong K.J., de Sousa P.A., Pickering S. Cumulus gene expression as a predictor of human oocyte fertilisation, embryo development and competence to establish a pregnancy. Reproduction. 2009;138(4): 629-37.
18. Wathlet S., Adriaenssens T., Segers I., Verheyen G., Van de Velde H., Coucke W. et al. Cumulus cell gene expression predicts better cleavage-stage embryo or blastocyst development and pregnancy for ICSI patients. Hum. Reprod. 2011; 26(5): 1035-51.
19. Gebhardt K.M., Feil D.K., Dunning K.R., Lane M., Russell D.L. Human cumulus cell gene expression as a biomarker of pregnancy outcome after single embryo transfer. Fertil. Steril. 2011; 96(1): 47-52.
20. Wathlet S., Adriaenssens T., Segers I., Verheyen G., Janssens R., Coucke W. et al. New candidate genes to predict pregnancy outcome in single embryo transfer cycles when using cumulus cell gene expression. Fertil. Steril. 2012; 98(2): 432-9.
21. Сафронова Н.А., Калинина Е.А., Донников А.Е., Бурменская О.В., Макарова Н.П., Зобова А.В., Алиева К.У., Горшинова В.К. Трофимов Д.Ю., Сухих Г.Т. Ассоциация экспрессии генов в кумулюсных клетках с эмбриологическими показателями в программах вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2016; 7: 60-6. http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.7.60-66
22. Gardner D.K., Schoolcraft W.B. In vitro culture of human blastocysts. In: Jansen R., Mortimer D., eds. Toward reproductive certainty: fertility and genetics beyond. Carnforth: Parthenon Publishing; 1999: 378-88.
23. Sathyan S., Koshy L.V., Balan S., Easwer H.V., Premkumar S., Nair S. et al. Association of Versican (VCAN) gene polymorphisms rs251124 and rs2287926 (G428D), with intracranial aneurysm. Meta Gene. 2014; 2: 651-60.
24. Theocharis A.D. Versican in health and disease. Connect. Tissue Res. 2008; 49(3): 230-4.
25. LaPierre D.P., Lee D.Y., Li S.Z., Xie Y.Z., Zhong L., Sheng W. et al. The ability of versican to simultaneously cause apoptotic resistance and sensitivity. Cancer Res. 2007; 67(10): 4742-50.
26. Bukong T.N., Maurice S.B., Chahal B., Schaeffer D.F., Winwood P.J.Versican: a novel modulator of hepatic fibrosis. Lab. Invest. 2016; 96(3): 361-74.
27. Xie J., Wang J., Li R., Dai Q., Yong Y., Zong B. et al. Syndecan-4 over-expression preserves cardiac function in a rat model of myocardial infarction. J. Mol. Cell. Cardiol. 2012; 53(2): 250-8.
28. Sutton A., Friand V., Brulé-Donneger S., Chaigneau T., Ziol M., Sainte-Catherine O. et al. Stromal cell-derived factor-1/chemokine (C-X-C motif) ligand 12 stimulates human hepatoma cell growth, migration, and invasion. Mol. Cancer Res. 2007; 5(1): 21-33.
29. Sakata M., Kobayashi H., Sun G.W., Mochizuki O., Takagi A., Kojima T. Ryudocan expression by luteinized granulosa cells is associated with the process of follicle atresia. Fertil. Steril. 2000; 74(6): 1208-14.
30. Porté S., Valencia E., Yakovtseva E.A., Borràs E., Shafqat N., Debreczeny J.E. et al. Three-dimensional structure and enzymatic function of proapoptotic human p53-inducible quinone oxidoreductase PIG3. J. Biol. Chem. 2009; 284(25): 17194-205.
31. Lee J.H., Kang Y., Khare V., Jin Z.Y., Kang M.Y., Yoon Y. et al. The p53-inducible gene 3 (PIG3) contributes to early cellular response to DNA damage. Oncogene. 2010; 29(10): 1431-50.
32. Herraiz C., Calvo F., Pandya P., Cantelli G., Rodriguez-Hernandez I., Orgaz J.L. et al. Reactivation of p53 by a cytoskeletal sensor to control the balance between DNA damage and tumor dissemination. J. Natl. Cancer Inst. 2015;108(1): pii: djv289.
33. Fragouli E., Wells D., Iager A.E., Kayisli U.A., Patrizio P. Alteration of gene expression in human cumulus cells as a potential indicator of oocyte aneuploidy. Hum. Reprod. 2012; 27(8): 2559-68.
34. Marei W.F.A., Salavati M., Fouladi-Nashta A.A. Critical role of hyaluronidase-2 during preimplantation embryo development. Mol. Hum. Reprod. 2013; 19(9): 590-9.
35. Yokoo M., Sato E. Cumulus-oocyte complex interactions during oocyte maturation. Int. Rev. Cytol. 2004; 235: 251-91.
36. Itano N., Kimata K. Mammalian hyaluronan synthases. IUBMB Life. 2002; 54(4): 195-9.
37. Camenisch T.D., Spicer A.P., Brehm-Gibson T., Biesterfeldt J., Augustine M.L., Calabro A. Jr. et al. Disruption of hyaluronan synthase-2 abrogates normal cardiac morphogenesis and hyaluronan-mediated transformation of epithelium to mesenchyme. J. Clin. Invest. 2000; 106(3): 349-60.
38. Hernandez-Gonzalez I., Gonzalez-Robayna I., Shimada M., Wayne C.M., Ochsner S.A., White L., Richards J.S. Gene expression profiles of cumulus cell oocyte complexes during ovulation reveal cumulus cells express neuronal and immune-related genes: does this expand their role in the ovulation process? Mol. Endocrinol. 2006; 20(6): 1300-21.
39. Shimada M., Yanai Y., Okazaki T., Noma N., Kawashima I., Mori T., Richards J.S. Hyaluronan fragments generated by sperm-secreted hyaluronidase stimulate cytokine/chemokine production via the TLR2 and TLR4 pathway in cumulus cells of ovulated COCs, which may enhance fertilization. Development. 2008; 135(11): 2001-11.
40. Alaniz L., Rizzo M., Garcia M.G., Piccioni F., Aquino J.B., Malvicini M. et al. Low molecular weight hyaluronan preconditioning of tumor-pulsed dendritic cells increases their migratory ability and induces immunity against murine colorectal carcinoma. Cancer Immunol. Immunother. 2011; 60(10): 1383-95.
41. Ohno-Nakahara M., Honda K., Tanimoto K., Tanaka N., Doi T., Suzuki A. et al. Induction of CD44 and MMP expression by hyaluronidase treatment of articular chondrocytes. J. Biochem. 2004; 135(5): 567-75.
42. Matsumoto K., Li Y., Jakuba C., Sugiyama Y., Sayo T., Okuno M. et al. Conditional inactivation of Has2 reveals a crucial role for hyaluronan in skeletal growth, patterning, chondrocyte maturation and joint formation in the developing limb. Development. 2009; 136:2825-35.
43. Arosh J.A., Banu S.K., Chapdelaine P., Fortier M.A. Temporal and tissue-specific expression of prostaglandin receptors EP2, EP3, EP4, FP, and cyclooxygenases 1 and 2 in uterus and fetal membranes during bovine pregnancy. Endocrinology. 2004; 145(1): 407-17.
44. Davis B.J., Lennard D.E., Lee C.A., Tiano H.F., Morham S.G., Wetsel W.C., Langenbach R. Anovulation in cyclooxygenase-2-deficient mice is restored by prostaglandin E2 and interleukin-1beta. Endocrinology. 1999; 140(6): 2685-95.
45. Lim H., Paria B.C., Das S.K., Dinchuk J.E., Langenbach R., Trzaskos J.M., Dey S.K. Multiple female reproductive failures in cyclooxygenase 2-deficient mice. Cell. 1997; 91(2): 197-208.
46. Adriaenssens T., Segers I., Wathlet S., Smitz J. The cumulus cell gene expression profile of oocytes with different nuclear maturity and potential for blastocyst formation. J. Assist. Reprod. Genet. 2011; 28(1): 31-40.
47. Cillo F., Brevini T.A., Antonini S., Paffoni A., Ragni G., Gandolfi F. Association between human oocyte developmental competence and expression levels of some cumulus genes. Reproduction. 2007; 134(5): 645-50.
Поступила 15.05.2017
Принята в печать 23.06.2017
Об авторах / Для корреспонденции
Богатырева Хава Алиевна, аспирант 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (926) 608-51-82. Е-mail: bogatyreva-khava@bk.ru
Мишиева Нона Годовнa, д.м.н., ведущий научный сотрудник 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-26-22. E-mail: nondoc555@mail.ru
Бурменская Ольга Владимировна, д.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетических методов ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-13-41. E-mail: o_bourmenskaya@oparina4.ru
Трофимов Дмитрий Юрьевич, д.б.н., профессор, руководитель отдела клинической и молекулярной генетики ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова
Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-13-41. E-mail: d_trofimov@oparina4.ru
Мартазанова Белла Арсамаковна, к.м.н., младший научный сотрудник 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (967)123-88-24. Е-mail: bellamart88@mail.ru
Лапина Вера Сергеевна, аспирант 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (909) 920-23-05. Е-mail: tifaniwow@gmail.com
Королькова Анна Игоревна, аспирант I года обучения 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (915) 322-08-79. E-mail: zaikinaai@icloud.com
Мартынова Мария Валерьевна, врач 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (916) 709-93-73. E-mail: martinova_m@bk.ru
Абубакиров Айдар Назимович, к.м.н., руководитель 1-го гинекологического отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-26-22. Е-mail: nondoc555@yahoo.com
Для цитирования: Богатырева Х.А., Мишиева Н.Г., Бурменская О.В., Трофимов Д.Ю., Мартазанова Б.А., Лапина В.С., Королькова А.И., Мартынова М.В., Абубакиров А.Н. Транскрипционный профиль в клетках кумулюса у женщин со сниженным овариальным резервом в протоколах стимуляции функции яичников в различные фазы менструального цикла в программах экстракорпорального оплодотворения. Акушерство и гинекология. 2017; 12: 68-77.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.12.68-77
Также по теме
