Karin Beier-Hellwig

Uteroglobin expression and release in the human endometrium.

Initially, uteroglobin (UGL) was identified as the major protein component of rabbit uterine secretion and blastocyst fluid during the time before and at implantation.1,2 Recently, its progesterone-dependent expression was shown in the equine endometrium.3 Our research efforts have focused on the biological significance of UGL in human reproduction, particularly in the endometrium. An essential prerequisite to start with those functional studies is the exact cellular localization and studies on the expression of this protein throughout the menstrual cycle.4,5 To study the endocrine/paracrine regulation of UGL expression, we use a cell culture system of isolated human endometrial cells.6 By means of this primary cell culture system, we hope to elucidate the cell-cell interactions between epithelial and mesenchymal cells, the cytokine signaling on UGL expression, and its ligand binding dynamics since these studies are not permitted in vivo because of ethical reservations.

Full-Length Complementary DNA and the Derived Amino Acid Sequence of Horse Uteroglobin

Abstract After its original description as a steroid-dependent protein in the rabbit uterus, uteroglobin became one of the best characterized proteins. However, detailed knowledge of its physiological role remains an enigma. In this study we investigate how its structure is phylogenetically conserved in the horse compared to other mammalian species. Northern blot analysis showed that in horses, the main expression of uteroglobin appears in lung, uterus, and prostate tissues. Western blot analysis demonstrated that the dimeric form of uteroglobin is found predominantly in biological compartments. Using a RACE-PCR technique, we cloned and sequenced the full-length cDNA (473 base pairs) that encodes equine uteroglobin. The nucleotide sequence was shown to characterize the primary structure of this protein. This enabled us to add equine uteroglobin to a comparative amino acid alignment of 8 other uteroglobin molecules, and finally, to unravel 14 evolutionary completely conserved amino acids. We summarize these results with a computer-based 3-D model of horse uteroglobin, and discuss new concepts on the physiological role of uteroglobin, in particular as a specific binding protein.

Uterine Receptivity and Endometrial Secretory Protein Patterns

The implantation window is a widely used and remarkably well understood term in reproductive biology and medicine. It was initiated by Psychoyos (1) and expanded by McLaren (2) and Finn (3) to define whether estrogens in mice or rats control the physiological status of a receptive or nonreceptive endometrium to achieve implantation of the blastocyst. However, the term has mainly been applied only to the concept of an endometrial window. Biologically, this term should be extended to cover all of the components associated with implantation: the blastocyst, the endometrium, and the corpus luteum (CL). Consequently, we should consider an embryonic window, as well as an endometrial and a luteal window. Each of these major events of the implantation window requires description and definition for scientific understanding (4).

Molekulare und zellbiologische Aspekte der endometrialen Rezeptivität und ihre Diagnostik

Biologisch ist die Reifung des Endometriums in jedem Zyklus darauf gerichtet, einer Blastozyste günstige Bedingungen für die Implantation zu bieten. Infertilität und frühes Ende einer Schwangerschaft beruhen nicht selten auf einer unvollkommenen Reifung des Endometriums. Bereits eine mangelhafte Rezeptivität des Endometriums führt zum Scheitern der Implantation. Um die endometriale Ursache einer Infertilität zu erkennen, werden die normalen zyklischen Veränderungen des Endometriums studiert. Sie sind bis heute Grundlage der klassischen histologischen Diagnostik nach Noyes et al. [55]. Da jedoch evident ist, daß molekulare Defizite des Endometriums sich nicht histologisch unmittelbar erfassen lassen, werden neue Methoden und signifikante Parameter gesucht, die diese Art der funktionellen Defekte diagnostisch greifbar machen. Histochemische Lokalisierungen von definierten Antigenmolekülen, von Adhäsionsmolekülen und Zytokinen, erlauben bereits eine weitergehende Analyse als die klassische Morphologie. Überzeugende Argumente sprechen indessen dafür, mit einfachen biochemischen Analysen die Proteine des Uterussekrets als aussagekräftige Parameter zu nutzen. Die elektrophoretische Auftrennung des Uterussekrets spiegelt die Funktionsphasen des Endometriums in typischen Proteinmustern. Das adäquate Lutealphasenmuster ist als das Produkt eines rezeptiven Endometriums zu betrachten. Es wird bereits 24–48 h post ovulationem exprimiert und bei ungestörtem Zyklusverlauf bis zum Tag 24 aufrechterhalten.

Sekretproteinmuster und Implantationsbereitschaft des Endometriums

1/ire Ausbildung des Zellverbandes mit regelrecht ausgebildeten Blastomeren. Als Ausdruck einer Weiterentwicklung der Embryonen fallen elongierte Mitochondrien, die Umwandlung von glattem in rauhes endomplasmatisches Retikulum und die Anh/iufung von Basalmembranmaterial auf. Diese Beobachtung spricht ffir eine beachtliche Regulationsbef/ihigung [4] der Embryonen nach physikalischem Strel3, wobei jedoch die Frage offenbleibt, ob die erlittenen Sch/iden eine Entwicklung bis zur Geburt zulassen.