Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Современный тренд на отложенное материнство неразрывно связан с растущим числом бесплодных пар. Последнее во многом является следствием влияния естественного старения организма на функционирование женской репродуктивной системы. Основное внимание в этом контексте отводится старению яичников, снижению качества и количества ооцитов. Тем не менее, в последние годы исследователи и клиницисты становятся все более «единодушными» в том, что поздний репродуктивный возраст не может не влиять и на функционирование эндометрия – ткани, выстилающей внутреннюю полость матки, которая «принимает» эмбрион. Наш предварительный биоинформатический анализ действительно выявил негативное влияние возраста женщины на тканеспецифичные функции эндометрия. В связи с чем, настоящее исследование направлено на разработку подходов, для преодоления/обращения эпигенетического старения стромальных клеток эндометрия человека (эСК), которые позволят корректировать возраст-ассоциированное нарушение функционирование эндометрия и, как следствие, смогут повысить эффективность имплантации эмбрионов. Каждый менструальный цикл эндометрий претерпевает характерные морфофункциональные изменения, необходимые для «принятия» эмбриона. Так, в секреторной фазе эСК подвергаются децидуальной дифференцировке. Считается, что именно децидуализация эСК обуславливает селективную способность эндометрия человека (https://www.mdpi.com/1422-0067/25/17/9746#). На клеточном уровне селективная способность эндометрия реализуется за счет образования двух субпопуляций – зрелых и сенесцентных децидуальных клеток, необходимых для успешной имплантации. Мы предположили, что растущее с увеличением репродуктивного возраста число неудач имплантации может быть связано с нарушением образования зрелой и сенесцентной субпопуляций децидуальных клеток. Для проверки этого предположения в рамках первой задачи мы провели мета-анализ открытых данных РНК-секвенирования образцов эндометрия, полученных от здоровых доноров разного хронологического возраста. Эта задача включала в себя несколько последовательных этапов. Во-первых, используя данные секвенирования единичных клеток нам удалось продемонстрировать появление зрелых и сенесцентных децидуальных клеток в эндометрии здоровых доноров по ходу естественного менструального цикла и идентифицировать транскриптомные сигнатуры для обеих субпопуляций. К сожалению, высокоспецифичной для стромальных клеток и, соответственно, подходящей для последующего использования на данных bulk РНК-seq, оказалась только сигнатура зрелых децидуальных клеток. Во-вторых, проинтегрировав 7 доступных bulk RNA-seq датасетов, содержащих аннотацию образцов по возрасту донора, мы надежно установили факт возраст-зависимого нарушения образования зрелых децидуальных клеток в «окне имплантации». Учитывая, результаты анализа scRNA-seq данных, можно предположить, что с возрастом одновременно происходит и нарушение образования сенесцентных децидуальных клеток. В рамках второй задачи мы предполагали наглядно продемонстрировать взаимосвязь нарушения образования зрелых и сенесцентных децидуальных клеток с низкой эффективностью имплантации при помощи сравнительного анализа данных РНК-секвенирования образцов эндометрия здоровых доноров и пациентов с многократными неудачами имплантации. Неожиданно, оказалось, что нарушения имплантации при многократных неудачах имплантации обусловлены не сниженной чувствительностью стромальных клеток к гормональным стимулам и их нарушенной децидуализацией, а общим отставанием трансформации эндометрия по ходу менструального цикла. Напротив, при естественном старении эСК становятся менее восприимчивыми к децидуогенным сигналам, результатом чего является нарушение образования субпопуляции зрелых и, по всей вероятности, сенесцентных децидуальных клеток, которое может обуславливать возраст-зависимое снижение эффективности имплантации. Ввиду выявленных отличий, данные от пациентов с многократными неудачами имплантации не могут быть использованы для подтверждения взаимосвязи между нарушенным образованием децидуальных субпопуляций и неудачами имплантации. Третья и четвертая задача первого года заключались в экспериментальной валидации наших биоинформатических результатов. Так, в рамках задачи три мы ранжировали набор из четырех первичных линий эСК по их эпигенетическому «возрасту». С этой целью была проведена комплексная оценка маркеров эпигенетического старения (выраженность гистоновых модификаций H3K9me3, H3K27me3, H3K9Ac, уровни экспрессии тотальной формы гистона Н3 и ламина В1) и сенесценции (скорость пролиферации, активность ассоциированной со старением b-галактозидазы, повреждения ДНК). Совокупность всех оцененных параметров, а также контроль фактора сенесценции, позволили определить линию 2510 как наиболее эпигенетически «молодую», а линию 1511Т как наиболее «старую». Обе линии эСК далее были использованы в качестве репрезентативных для выполнения четвертой задачи, которая заключалась в сравнительном анализе образования зрелой и сенесцентной децидуальных субпопуляций. Оценив интегральный децидуальный ответ с помощью генетически-кодируемой системы dec_pPRL-mCherry, а также экспрессию ключевых трансрегуляторов FOXO1, STAT5, CEBP/B и генов-маркеров PRL и IGFBP1 децидуальной дифференцировки, мы обнаружили сниженную эффективность децидуализации «старой» линии эСК 1511Т по сравнению с «молодой» линией 2510. Наконец, по итогам комплексной оценки экспрессии генов-маркеров зрелой (SCARA5, ILR1, IL15 и WNT4) и сенесцентной (CLU и ADAMTS5) децидуальных субпопуляций мы надежно установили негативное влияние эпигенетического возраста эСК на выраженность образования обеих субпопуляций в процессе децидуализации. Суммируя результаты, полученные в течение первого года, мы впервые продемонстрировали негативное влияние эпигенетического возраста на функционирование эндометрия, в частности, на образование деуцидуальных субпопуляций, необходимых для успешной имплантации.