The role canonical Wnt protein signalling plays during the process of implantation

• Main Author: Djogo, Tina
• Other Authors: Daniel Dufort (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2012
• Subjects: Biology - General
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=107852

Implantation is a complex process that involves precisely orchestrated and reciprocal protein signalling between the uterine endometrium and the implanting blastocyst. The free-floating blastocyst is able to secrete factors that activate certain protein signalling pathways in the luminal epithelial cells of the uterus, specifically at future sites of implantation. The activation of the Wnt protein signalling pathway has been shown to be a critical component of this embryo-uterine cross-talk that is required for successful implantation to occur. Canonical Wnt signalling can be visualized in a special strain of TCF/Lef transgenic mice. Previous microarray studies on these reporter mice have revealed that the genes encoding Ptgis, a prostaglandin I2 synthase, and Cyp26b1, a member of the cytochrome P450 superfamily of enzymes, are up-regulated in the luminal epithelial cells of mouse uteri at the time implantation occurs. β-galactosidase stainings of uterine tissues isolated from reporter mice allowed for the characterization of Wnt/β-catenin signalling within the uterus at different time points of pregnancy and pseudopregnancy. The observed expression pattern of canonical Wnt signalling was then compared to that of Ptgis and Cyp26b1 in vivo using immunofluorescently labelled slides of the uterine tissues under investigation. Ptgis and Cyp26b1 were shown to follow the same expression pattern as Wnt/β-catenin signalling in all tissue sections. Uterine exposure to Wnt7a around the time that implantation would usually occur stimulates canonical Wnt activity in the absence of a blastocyst in the pseudopregnant mouse uterus. This activation of Wnt/β-catenin protein signalling resulted in the increase in Ptgis and Cyp26b1 protein levels suggesting that these two molecules are indeed downstream targets of canonical Wnt signalling. Ptgis and Cyp26b1 expression patterns were shown to be restricted to the luminal epithelial cells of the mouse uterus at the time implantation occurs. Implantation was severely compromised when a Ptgis inhibitor was injected into the mouse uterus at post-coital day 3.0. These results suggest that both Ptgis and Cyp26b1 are components of the Wnt/β-catenin signalling pathway playing essential roles in embryo-uterine cross-talk. Further research needs to be done in order to elucidate the precise mechanisms by which these proteins contribute towards successful implantation and how they are linked to Wnt/β-catenin signalling cascades. === L'implantation est un processus extrêmement complexe qui dépend sur un dialogue moléculaire précis et synchronisé entre l'endomètre maternel et le blastocyste implantatoire. L'embryon est capable de sécréter des molécules qui stimulent des voies de signalisation protéiques particulières dans les régions de l'endomètre maternel où le processus implantatoire aura lieu. La stimulation de la voie Wnt est une signalisation biochimique essentielle au dialogue moléculaire materno-fœtal qui fait partie du processus implantatoire. La voie Wnt canonique peut être visualisée en utilisant un modèle murin transgénique TCF/Lef très spécial incluant le gène rapporteur LacZ. Auparavant, une analyse micropuces ADN sur les souris transgéniques TCF/Lef a conduit à l'identification de plusieurs gènes dont l'expression génique est stimulée par l'activité de la voie Wnt dans les cellules de l'épithélium de l'utérus durant le temps d'implantation. Le but de cette étude est d'analyser la régulation de deux de ces gènes Ptgis, une prostaglandine I2 synthase, et Cyp26b1, un membre de la famille enzymatique cytochrome P450, durant le processus implantatoire. Le marquage β-galactoside est une techniques expérimentale qui a été utilisée dans cette étude pour observer la signalisation Wnt/β-caténine dans l'utérus des souris transgéniques durant différents stades de gestation et de pseudo-gestation. Les résultats obtenus ont identifié une signalisation Wnt canonique très particulière et ce modèle d'expression a été comparé à l'expression protéique de Ptgis et Cyp26b1 in vivo en utilisant le marquage par immunofluorescence sur les tissus utérins d'intérêt. Ptgis et Cyp26b1 ont été démontré à suivre le même modèle d'expression que la voie Wnt/β-caténine dans toutes les sections de tissus utérins analysés. L'exposition utérine à Wnt7a durant le temps quand l'implantation aurait lieu, stimule la voie Wnt canonique même avec l'absence d'un blastocyste dans l'utérus des souris en état de pseudo-gestation. Cette hausse de signalisation Wnt/β-caténine stimule l'expression protéique de Ptgis et Cyp26b1 suggérant qu'en effet, ces deux molécules fonts partie de la signalisation canonique induite par les Wnts. L'expression protéique de Ptgis et de Cyp26b1 a été démontré d'être restreinte aux cellules de l'épithélium luminal utérin durant le processus implantatoire. L'implantation de l'embryon dans l'utérus murin a été empêchée par l'injection d'un inhibiteur de Ptgis dans la cavité utérine 3.0 jours après la fertilisation. Ces résultats suggèrent que Ptgis et Cyp26b1, à travers la signalisation Wnt /β-caténine, jouent un rôle qui est essentiel au dialogue moléculaire materno-fœtal. Les futures recherches vont devoir élucider le mécanisme précis par lequel ces deux protéines contribuent au succès du processus implantatoire et découvrir comment ces deux protéines et leurs gènes sont liés à la signalisation canonique induite par les Wnts.