CNSH. Nguyễn Như Quỳnh - IVF Vạn Hạnh

Mang thai là một quá trình phức tạp, bắt đầu từ sự thụ tinh, sự phát triển của phôi, sự xâm nhập và làm tổ của phôi vào nội mạc tử cung, sự phát triển và lớn dần của thai nhi và cuối cùng là chuyển dạ sinh. Sự thành công của mỗi bước làm tiền đề cho sự phát triển của bước tiếp theo. Làm tổ là sự tiếp xúc vật lí và sinh lí, gồm quá trình định vị, gắn, kết dính và xâm nhập của phôi nang vào nội mạc tử cung. Trong suốt quá trình xâm nhập diễn ra ở tử cung, bề mặt nội mạc tử cung hiện diện nhiều yếu tố liên kết đáp ứng với các yếu tố cận tiết và nội tiết. Cùng với đó, phôi ở giai đoạn phôi nang cũng biểu hiện nhiều thụ thể để tương tác với cytokines và hormone. Nghiên cứu này của nhóm nhà khoa học người Nhật sẽ tập trung vào prolactin, thụ thể của prolactin và mối liên quan của nó đối với kĩ thuật thụ tinh trong ống nghiệm.
         
Prolactin (PRL) là protein hormone có khối lượng 23-kDa, được tiết bởi các tế bào lactotroph từ tuyến yên và bởi nội mạc tử cung từ quanh giai đoạn làm tổ đến cuối pha hoàng thể. Trước khi phôi làm tổ, các tế bào màng rụng sẽ tiết prolactin. Prolactin được điều hòa thông qua sự tương tác của thụ thể cytokine và thụ thể prolactin (prolactin receptor - PRLR). Cụ thể, quá trình tương tác giữa PRL và PRLR làm hoạt hóa JAK2, giảm hoạt động của PRLR, tăng hoạt động của mRNA có chức năng phiên mã cho protein ezrinradixin-moesin (ERM). Khi xảy ra sự chuyển đổi của tế bào biểu mô thành trung mô (epithelial-mesenchymal transition – EMT), các protein ERM sẽ điều hòa quá trình gắn kết và xâm nhập bằng cách tái tổ chức lại actin (Haynes et al., 2011; Hoskin et al., 2015), tăng sự kết dính qua trung gian integrins và các protein tín hiệu (Parsons, 2003; Brown and Turner, 2004; ArimotoIshida et al., 2009; Mui et al., 2016). Do vậy, nếu phôi người có PRLR vào thời điểm này, PRL được kỳ vọng là có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi tiền làm tổ và sau đó là quá trình làm tổ của phôi nang vào tử cung.

Nghiên cứu được tác giả Kenji Ezoe và nhóm cộng sự thực hiện trên tổng số 405 noãn và phôi hiến được trữ đông lạnh, trong đó, có 6 noãn ở giai đoạn metaphase II, 12 noãn đã thụ tinh (xuất hiện 2 tiền nhân), 318 phôi ở giai đoạn phân chia (phôi 4 tế bào), và 69 phôi nang. Những phôi đang có 2 tiền nhân (n = 6) và phôi 4 tế bào (n = 82) được nuôi cấy ở 37^oC, 5% O_2, 5% CO₂ trong môi trường SAGE-1 đến các giai đoạn phôi 2 tế bào, phôi 8 tế bào, phôi dâu và phôi nang từ 1 – 4 ngày. Việc định lượng mRNA biểu hiện PRLR nhằm phân tích mối liên quan của nó với đặc điểm phôi. Những phôi hiến ở giai đoạn phôi phân chia được phân ngẫu nhiên thành 3 nhóm: nhóm đối chứng (không bổ sung PRL, n = 95), nhóm có bổ sung 100 ng/ml PRL (n = 95) và nhóm có bổ sung 200 ng/ml PRL (n = 30). Sau 4 ngày nuôi cấy, phôi ở cả 3 nhóm được đánh giá tỉ lệ hình thành phôi nang, mức độ nở rộng phôi và khả năng thoát màng. Một số phôi ở nhóm bổ sung 100 ng/ml PRL sẽ thêm 10 µM AZD1480 – chất ức chế của Janus Kinase (JAK) và nuôi cấy tiếp trong 24 giờ để đánh giá tác động ức chế của tín hiệu PRL-JAK2 lên sự biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình chuyển đổi của tế bào biểu mô thành trung mô. Các kết quả được đánh giá dựa trên thử nghiệm về khả năng biểu hiện RNA, nhuộm miễn dịch huỳnh quang và khả năng phát triển của phôi nang in vitro.

Sự biểu hiện của PRL và PRLR ở noãn và phôi người
Sự biểu hiện của mRNA PRL được ghi nhận ở noãn MII và giảm ở noãn đã thụ tinh. Ngược lại, sự biểu hiện của PRLR ở giai đoạn phôi nén và phôi nang cao hơn rõ rệt so với noãn và phôi ở giai đoạn phân chia (P < 0,0001). Kết quả miễn dịch huỳnh quang cũng chứng minh sự tăng biểu hiện của PRLR ở phôi dâu và phôi nang. Ngoài ra, mối liên hệ giữa đặc điểm phôi (tuổi người hiến, kĩ thuật thụ tinh tạo phôi (IVF hoặc ICSI), thời gian nuôi cấy, các thông số về phôi nang và hình dáng phôi nang) và mức độ biểu hiện PRLR mRN ở phôi nang khi được nuôi cấy in vitro trong 148 giờ cũng được đánh giá. Cụ thể, tuổi của người hiến và kĩ thuật thụ tinh không ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện của PRLR mRN. Tuy nhiên, thời gian nuôi cấy phôi đến giai đoạn phôi nang và các thông số của phôi nang có liên quan đến mức độ biểu hiện PRLR mRN (với P lần lượt là 0,0364 và 0,0009).
         
Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy có bổ sung PRL lên khả năng phát triển của phôi
Độ tuổi trung bình của người hiến ở ba nhóm môi trường nuôi cấy phôi tương đương nhau (36,4 ± 0,2 tuổi, 36,4 ± 0,2 tuổi và 36,2 ± 0,4 tuổi). Phôi ở giai đoạn 4 tế bào được rã và nuôi cấy, sau 96 giờ, tỉ lệ hình thành khoang phôi, khả năng khoang nở rộng và thoát màng được đánh giá. Kết quả cho thấy việc bổ sung PRL vào môi trường nuôi cấy không cải thiện khả năng phát triển thành phôi nang. Tương tự, nồng độ PRL bổ sung không làm ảnh hưởng hình thái ICM và TE. Ngoài ra, phôi nang còn được đánh giá khả năng gắn kết và phát triển bằng cách nuôi cấy trong đĩa phôi trường có phủ fibronectin. Ở thời điểm 48 giờ, diện tích của lớp nguyên bào nuôi tăng ở nhóm phôi được nuôi cấy trong môi trường có bổ sung PRL ở cả 2 nồng độ (100 ng/ml PRL, P = 0,0038, 200 ng/ml PRL, P = 0,0021). Sự khác nhau này vẫn được duy trì ở thời điểm 96 giờ.
         
Biểu hiện của các gene có liên quan đến sự chuyển đổi của tế bào biểu mô thành trung mô ở phôi được nuôi cấy trong môi trường bổ sung PRL   
Sự phosphoryl hóa JAK2 xảy ra nhiều hơn ở phôi nuôi cấy trong môi trường bổ sung PRL. Các mRNA phiên mã cho protein ERM giảm biểu hiện ở nhóm nuôi cấy không có PRL (khác biệt có ý nghĩa thống kê). Môi trường nuôi cấy có PRL cảm ứng sự phát triển của các nguyên bào nuôi thông qua quá trình chuyển biệt hóa từ tế bào biểu mô thành trung mô nhờ tín hiệu PRL-JAK2.
         
Tóm lại, kết quả của nghiên cứu cho thấy PRLR có biểu hiện ở phôi dâu và phôi nang. Mặc dù việc bổ sung PRL vào môi trường nuôi cấy không cải thiện tỉ lệ phôi phát triển thành phôi nang, chất lượng phôi và khả năng gắn kết của phôi, nhưng PRL bổ sung giúp hỗ trợ sự phát triển của phôi nang được nuôi cấy trong đĩa môi trường có phủ fibronectin. Sự tương tác giữa PRL và PRLR dẫn đến sự hoạt hóa JAK2. Phản ứng phosphoryl hóa JAK2 ở phôi nuôi cấy trong môi trường có bổ sung PRL cao hơn đáng kể so với phôi nhóm đối chứng. Tín hiệu PRL-JAK2 điều hòa biểu hiện của các protein ERM, từ đó thúc đẩy sự hình thành phôi nang và tái cấu trúc lại khung tế bào để chuẩn bị cho bước xâm nhập và gắn kết của phôi vào nội mạc tử cung.
 
Lược dịch từ: Ezoe, K., Miki, T., Ohata, K., Fujiwara, N., Yabuuchi, A., Kobayashi, T. and Kato, K., 2021. Prolactin receptor expression and its role in trophoblast outgrowth in human embryos. Reproductive BioMedicine Online, 42(4), pp.699-707.

Từ khóa: Vai trò của thụ thể prolactin trong sự phát triển nguyên bào nuôi ở phôi người