Expression of pituitary gonadotropic hormone and sex hormones receptors in endometrial cellular components during menstrual cycle

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The main function of the endometrium is to create the optimal environment for embryo implantation, controlled by multicomponent signaling pathways. They are modulated by progesterone and estradiol acting through related estrogen receptors (ER) and progesterone receptors (PR). Alteration in steroid hormone, follicle-stimulating hormone (FSHR), and luteinizing hormone (LGHR) receptor expression are underlying factors in the development of various reproductive disorders. Therefore, understanding the physiological features of receptors’ expression and localization in tissues is extremely important for a proper comprehensive assessment of the endometrial condition.

Materials and methods. The expression of ER, PR, FSHR, and LGHR in endometrial samples of healthy females from different menstrual periods, who applied for assisted reproductive technologies (ART) due to male infertility, was assessed by immunofluorescence.

Results. The increase in immunoreactivity of ER, PR, FSHR, and LGHR in the glands and stroma of the endometrium is initiated during the early proliferation stage and reaches its maximum during the late proliferation stage. Subsequently, ER expression in the glands and stroma gradually decreases throughout the early and middle stages of secretion; PR immunoreactivity in the stroma and FSHR and LGHR in all endometrial components persists throughout the secretion stage.

Conclusion. The correspondence between the change of the studied receptors' expression and endometrium structural features at different stages of the menstrual cycle was demonstrated. The increased expression of ER, PR, FSHR, and LGHR in the endometrium at the proliferation stage coincides with the growth period of the uterine body mucosa, and the increased immunoreactivity of PR, FSHR, and LGHR during the secretion stage is associated with its decidual transformation and seems to create conditions for successful implantation and embryo development if pregnancy occurs.

About the authors

Alina S. Magnaeva

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5223-9767

Res. Assist.

Russian Federation, Moscow

Anna V. Tregubova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4601-1330

Res. Assist.

Russian Federation, Moscow

Alexandra A. Tsitrina

Koltzov Institute of Developmental Biology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2827-9993

Res. Officer

Russian Federation, Moscow

Alexandra V. Asaturova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Author for correspondence.
Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8739-5209

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Marina V. Shamarakova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0972-4350

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Guzal I. Tabeeva

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1498-6520

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Larisa S. Ezhova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9804-8349

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Elena A. Kalinina

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8922-2878

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Vladimir K. Bozhenko

Russian Scientific Center of Roentgenoradiology

Email: a.asaturova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8351-8152

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Lu J, Kong S, Wang H. Uterine Receptivity: The Status of Uterus for Implantation, Ed. MK Skinner. Encyclopedia of Reproduction (Second Edition), Academic Press, 2018; p. 394-99. doi: 10.1016/B978-0-12-801238-3.64660-3
  2. Cai H, Tian L, Wang H, Shi J. Is hormone replacement for endometrial preparation associated with pregnancy loss in frozen-thawed single-blastocyst transfer cycles. Int J Gynaecol Obstet. 2022;157(2):480-1. doi: 10.1002/ijgo.14054
  3. Rall K, Barresi G, Wallwiener D, et al. Uterine rudiments in patients with Mayer–Rokitansky–Küster–Hauser syndrome consist of typical uterine tissue types with predominantly basalis-like endometrium. Fertil Steril. 2013;99(5):1392-9. doi: 10.1016/j.fertnstert.2012.12.002
  4. Marquardt RM, Kim TH, Shin JH, Jeong JW. Progesterone and estrogen signaling in the endometrium: What goes wrong in endometriosis? Int J Mol Sci. 2019;20(15):3822. doi: 10.3390/ijms20153822
  5. Chrusciel M, Ponikwicka-Tyszko D, Wolczynski S, et al. Extragonadal FSHR Expression and Function-Is It Real? Front Endocrinol (Lausanne). 2019;10:32. doi: 10.3389/fendo.2019.00032
  6. Fagerberg L, Hallström BM, Oksvold P, et al. Analysis of the human tissue-specific expression by genome-wide integration of transcriptomics and antibody-based proteomics. Mol Cell Proteomics. 2014;13(2):397-406. doi: 10.1074/mcp.M113.035600
  7. Shimizu K, Nakamura T, Bayasula, et al. Molecular mechanism of FSHR expression induced by BMP15 in human granulosa cells. J Assist Reprod Genet. 2019;36(6):1185-94. doi: 10.1007/s10815-019-01469-y
  8. Roy N, Mascolo E, Lazzaretti C, et al. Endocrine disruption of the follicle-stimulating hormone receptor signaling during the human antral follicle growth. Front Endocrinol (Lausanne). 2021;12:791763. doi: 10.3389/fendo.2021.791763
  9. Remmele W, Stegner HE. Vorschlag zur einheitlichen Definition eines Immunreaktiven Score (IRS) für den immunhistochemischen Ostrogenrezeptor-Nachweis (ER-ICA) im Mammakarzinomgewebe [Recommendation for uniform definition of an immunoreactive score (IRS) for immunohistochemical estrogen receptor detection (ER-ICA) in breast cancer tissue]. Pathologe. 1987;8(3):138-40.
  10. Klonos E, Katopodis P, Karteris E, et al. Endometrial changes in estrogen and progesterone receptor expression during implantation in an oocyte donation program. Exp Ther Med. 2020;20:178. doi: 10.3892/etm.2020.9308
  11. Yu K, Huang ZY, Xu XL, et al. Estrogen Receptor Function: Impact on the Human Endometrium. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:827724. doi: 10.3389/fendo.2022.827724
  12. Mandalà M. Influence of Estrogens on Uterine Vascular Adaptation in Normal and Preeclamptic Pregnancies. Int J Mol Sci. 2020;21(7):2592. doi: 10.3390/ijms21072592
  13. Chen DB, Magness RR. Vascular smooth muscle cells during spiral artery remodeling in early human pregnancy†. Biol Reprod. 2021;104(2):252-4. doi: 10.1093/biolre/ioaa220
  14. Critchley HOD, Maybin JA, Armstrong GM, Williams ARW. Physiology of the Endometrium and Regulation of Menstruation. Physiol Rev. 2020;100(3):1149-79. doi: 10.1152/physrev.00031.2019
  15. Ganesh V, Venkatesan V, Koshy T, et al. Association of estrogen, progesterone and follicle stimulating hormone receptor polymorphisms with in vitro fertilization outcomes. Syst Biol Reprod Med. 2018;64(4):260-5. doi: 10.1080/19396368.2018.1482030
  16. Čuš M, Vlaisavljević V, Repnik K, et al. Could polymorphisms of some hormonal receptor genes, involved in folliculogenesis help in predicting patient response to controlled ovarian stimulation? J Assist Reprod Genet. 2019;36(1):47-55. doi: 10.1007/s10815-018-1357-4
  17. Rao CV. Récepteurs à la LH: follicule et endomètre [LH receptors: follicle and endometrium]. J Gynecol Obstet Biol Reprod (Paris). 2002;31(2 Pt 2):1S7-11.
  18. Robin B, Planeix F, Sastre-Garau X, et al. Follicle-stimulating hormone receptor expression in endometriotic lesions and the associated vasculature: an immunohistochemical study. Reprod Sci. 2016;23:885-91. doi: 10.1177/1933719115623647
  19. Ponikwicka-Tyszko D, Chrusciel M, Stelmaszewska J, et al. Functional expression of FSH receptor in endometriotic lesions. J Clin Endocrinol Metab. 2016;101:2905-14. doi: 10.1210/jc.2016-1014
  20. Das A, Mantena SR, Kannan A, et al. De novo synthesis of estrogen in pregnant uterus is critical for stromal decidualization and angiogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(30):12542-7. doi: 10.1073/pnas.0901647106
  21. Huhtinen K, Saloniemi-Heinonen T, Keski-Rahkonen P, et al. Intra-tissue steroid profiling indicates differential progesterone and testosterone metabolism in the endometrium and endometriosis lesions. J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(11):E2188-97. doi: 10.1210/JC.2014-1913
  22. Robin B, Planeix F, Sastre-Garau X, et al. Follicle-stimulating hormone receptor expression in endometriotic lesions and the associated vasculature: An immunohistochemical study. Reprod Sci. 2016;23(7):885-91. doi: 10.1177/1933719115623647
  23. Иванов И.И., Гордиенко Ю.В., Попова-Петросян Е.В., и др. Особенности рецепторного аппарата простой и пролиферирующей миомы матки. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2021;4(16):391-5 [Ivanov II, Gordienko YV, Popova-Petrosyan EV, et al. Features of the receptor apparatus of simple and prolifering uterine myoma. Medical News of the North Caucasus. 2021;4(16):391-5 (in Russian)]. doi: 10.14300/mnnc.2021.16093
  24. Qi Y, Ning F, Lash GE. Chapter 3 – Uterine macrophages: Essential roles for a successful human pregnancy. Reproductive Immunology. 2021:39-53. doi: 10.1016/B978-0-12-818508-7.00008-7
  25. Thiruchelvam U, Dransfield I, Saunders PT, Critchley HO. The importance of the macrophage within the human endometrium. J Leukoc Biol. 2013;93(2):217-25. doi: 10.1189/jlb.0712327

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Patterns of ER (a–c) and PR (d–f) expression in different types of endometrial cells across the menstrual cycle.

Download (247KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2: a – ER cytoplasmic immunopositivity in single macrophages (scale bar – 15 um); b – FSHR immunoreactivity in macrophages; c – LHR immunoreactivity in myofibroblasts (scale bar – 50 um).

Download (195KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Patterns of FSHR (a–c) and LHR (d–f) in different types of endometrial cells across menstrual cycle.

Download (217KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».