Angiogenic role of bradykinin during decidualization

Abstract

자궁내막에 포배가 착상하는 과정에서 관찰되는 뚜렷한 조직학적 특징은 착상부위를 중심으로 한 혈관의 형성과 내막의 탈락막화이다. 탈락막화는 태반형성 전단계로 정상적 개체 발생을 가능하게 한다. 착상 시작 단계의 포배는 저산소증을 겪게 되며 이를 극복하기 위해서 혈관형성이 빠른 시간 내에 진행된다고 알려져 있다. 이는 착상 초기에 실험적인 blue band의 형성을 통해 알 수 있다. 한편, 브래디키닌 (bradykinin)은 노나펩타이드 (nonapeptide)로, 키니노겐 (kininogen)이 칼리크레인 (kallikrein)의 효소 작용에 의해 분해됨으로 생성된다. 칼리크레인은 자궁수축을 유도하고 증식기의 자궁내막 성장과 관련이 있다. 브래디키닌은 염증반응, 혈관확장, 신생혈관형성과 같은 생리적 과정을 조절하는 것으로 알려져 있다. 브래디키닌은 내피세포의 증식을 유도하고 브래디키닌 수용체는 혈관성장인자로 알려진 VEGF의 수용체 KDR/Flk1의 전사를 촉진하여 내피세포의 신생혈관형성과 관련된 물질들을 분비하도록 한다. 착상 시기에 자궁의 착상 위치에서 칼리크레인이 발현함이 알려졌고, 이전 연구 결과는 칼리크레인, 키닌노겐, 브래디키닌 수용체가 mRNA 수준에서 임신시기 특이적으로 발현됨을 밝혔다. 그러나 칼리크레인-키닌 시스템이 착상시기에 어떻게 적용되는지는 잘 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 탈락막화 과정에서 칼리크레인-키닌 시스템이 혈관 형성에 있어서의 역할과 에스트로겐에 의한 조절여부를 알아보고자 하였다. 생쥐 임신 초기 시기 자궁에서 칼리크레인5 mRNA는 임신 1일에 기저 수준을 보였고 임신 3일까지 증가하다 감소하여 임신 5일, 7일에 발현하는 특징을 보였다. 단백질의 양은 임신 1일 이후 일정량 유지되었다. 브래디키닌 수용체2 mRNA 수준은 칼리크레인에 비해 상대적으로 매우 높은 수준으로 발현하였고, 이를 반영하여 단백질의 양적 변이가 관찰되었다. 브래디키닌 수용체2는 면역형광법을 통하여 위치를 확인하였으며 혈관내상피와 일정부분에서 함께 표지 되었다. 착상지연모델에서 칼리크레인5 단백질은 에스트로겐 처리 전후 모두 높은 수준으로 발현하였다. 브래디키닌 수용체2 단백질은 에스트로겐 처리 1시간 이후부터 9시간까지 높은 수준으로 발현하였다. 에스트로겐 수용체 알파 낙아웃 생쥐에서 브래디키닌 수용체2의 발현이 감소함이 나타났고, 탈락막 조직에서 혈관의 분포가 상대적으로 적게 생겼다. 이러한 결과를 바탕으로 임신기간 동안 자궁에 존재하는 칼리크레인과 브래디키닌 수용체가 혈관형성과 관련되어 있고 이것이 에스트로겐에 의해 조절됨이 제안된다.|Implantation is a critical event in early pregnancy that is initiated when embryo attaches to the uterine epithelium. After attachment of the embryo, the uterine stromal cells undergo decidualization. Decidualization is significant for pregnancy, if maternal uterus does not undergo decidaulizaiton, the embryo will not develop normally. Angiogenesis, the process of new blood vessels growth from existing blood vessels, is important feature of decidualization. Bradykinin is a nonapeptide generated from cleavage of kininogen by kallikrein. The bradykinin regulates physiological process, such as inflammation, vasodilation, and angiogenesis. It is reported that kallikrein, bradykinin receptor expressed in uterus during pregnancy, but their role is not fully understand. Previous study showed that the numbers of blood vessel specific site were decreased by the B2 receptor antagonist. It is suggested that kalikrein-kinin system related to the uterine angiogenesis. Previous study showed that expression change of kallikrein, kininogen, and bradykinin receptor in ovariectomized mouse uterus and in a delayed implantation uterus. These data suggest that steroid hormone estrogen regulates the kallikrein, kiniogen, and bradykinin receptor during periimplantation period. In addition, estrogen and kallikrein-kinin system is important in implantation maintaining. Interestingly, Klk5 mRNA was expression from day1 of pregnancy until day3 and peaked again at day 5 and 7. Kininogen1 and 2 showed different expression patterns after implantation. B2R mRNA expression pattern were similar Klk5 but the expression levels were relatively high compared with Klk5. B2R protein levels were maintained basal level and increased after implantation. In ERαKO mice, the angiogenic effects of estrogen was dramatically decreased.