Menschliche Endometriumzellen (EEC) sind die Hauptkomponente des Endometriums und spielen eine Rolle bei der Unterstützung des Embryos während der Schwangerschaft. Normale EECs weisen charakteristische Eigenschaften auf, die sich je nach Hormonempfindlichkeit und den Auswirkungen von Steroidhormonen ändern können. Krebszell-EEC zeigen unkontrolliertes Wachstum, invasive Eigenschaften und Apoptose-Resistenz. Diese Zellen werden typischerweise mit MEM-Medium kultiviert und benötigen 10% Fötaler Kälberserum (FBS) sowie 1% Penicillin/Streptomycin. Zusätzlich sind diese Zellen empfindlich gegenüber Östrogen- und Progesteron-Rezeptoren und zeigen Phänotypänderungen bei Hormonmanipulation.
1. Fortschritt der Einzelzell-Sequenzierungstechnologie:
In den letzten Jahren hat die Einzelzell-Sequenzierungstechnologie die Endometriumsforschung revolutioniert. Diese Technologie ermöglicht es uns, die Heterogenität von Endometriumzellen zu verstehen und molekulare Mechanismen in der Krankheitsentwicklung aufzuklären. Bis heute wurden 7 grundlegende Forschungsrichtungen definiert:
- Herkunft von Endometriumzellen und Veränderungen in pathologischen Prozessen
- Endometriumsfunktionen im Zusammenhang mit reproduktiver Gesundheit und Unfruchtbarkeit
- Dynamik des Endometriums während des Menstruationszyklus
- Eigenschaften von Endometrium-Stammzellen und ihre Selbsterneuerungskapazität
- Molekulare Mechanismen gynäkologischer Malignome
- Endometrium-Rezeptivität und Implantationsprozess
- Erschaffung eines Referenzatlases für normales und pathologisches Endometrium
2. PTEN/PIK3CA-Genmutationen:
PTEN- und PIK3CA-Gene werden bei Endometriumkrebszellen häufig mutiert. Während das PTEN-Tumor-suppressor-Gen die PI3K-AKT/mTOR-Signalweg negativ reguliert, aktiviert das PIK3CA-Onkogen diesen Weg. Mutationen dieser Gene spielen eine kritische Rolle beim Wachstum, der Apoptose-Resistenz und metabolischen Veränderungen von Endometriumkrebszellen. Der PI3K-AKT/mTOR-Signalweg ist für Zellwachstum, Proliferation und Überlebensmechanismen verantwortlich.
3. Immunhistochemische Phänotyp-Validierung:
Immunhistochemie-Methoden werden weit verbreitet zur Charakterisierung von Endometriumzellen verwendet. Die folgenden Schritte werden in dieser Methode befolgt:
- Einschluss von Gewebeproben in Paraffinblöcken
- Anfertigung von Schnitten 4–5 Mikrometer dick
- Entparaffinierung mit Xylol und Alkoholserie
- Hitze- oder Enzymbehandlung zur Antigen-Retrieval
- Blokade endogener Peroxidase-Aktivität
- Inkubation mit Primärantikörpern
- Sichtbarmachung mit Sekundärantikörper und Chromogen
Häufig verwendete Marker in diesem Verfahren umfassen Östrogenrezeptor (ER), Progesteronrezeptor (PR), Ki-67 (Proliferationsindex), p53 (Tumor-suppressor-Protein) und Vimentin (mesenchymales Markierung).
4. Molekulare Marker:
Molekulare Marker, die mit Invasivität und Prognose von Endometriumkrebs assoziiert sind, umfassen POLE-Mutation, MMR (Mismatch Repair)-Defizienz, p53-Anomalien und UBE2C (Ubiquitin-Konjugierendes Enzym). POLE-Mutationen sind Mutationen im Exonuclease-Domäne des DNA-Polymerase epsilon und werden allgemein mit einer besseren Prognose assoziiert. MMR-Defizienz führt zu Mikrosatelliteninstabilität (MSI) und identifiziert Patienten, die auf Immuntherapie reagieren. p53-Anomalien sind mit aggressivem Tumorverhalten und schlechter Prognose assoziiert. UBE2C ist ein Enzym, das eine Rolle bei der Zellzyklus-Fortbewegung und Tumorausbreitung spielt.
5. Wirkstoff-Screening und Krankheitsmodell-Anwendungen:
Endometriumzellen werden weit verbreitet für Wirkstoff-Screening und Krankheitsmodell-Erstellung verwendet. Insbesondere das 3D-Endometrium-Zellmodell liefert physiologischere Ergebnisse, indem es die natürliche Gewebearchitektur nachahmt. Die hEM3 Zelllinie ist eine häufig verwendete Zelllinie in der Endometriumkrebsforschung. EDS (Endometrium-Derivierte Stromazellen) wurden für In-vitro-Studien von Endometriumstroma isoliert. Die HEM15a Zelllinie ist die immortalisierte Form normaler endometrialer Epithelzellen.
6. Ratten-Endometrium-Organoide:
Eine Forschungsteams von der Shantou University hat uterine Organoide erstellt und charakterisiert, die aus raten-endometrialen Epithelial-Stammzellen gewonnen wurden. Diese Organoide zeigen nicht nur langfristige stabile Proliferationskapazität, sondern bewahren auch die drüsige Struktur, Zellpolarität und verschiedene funktionelle Eigenschaften des Endometrium-Epithels. Dieses Modell liefert wertvolle Informationen über die Pathogenese und Pathophysiologie von Endometriums-Krankheiten und bietet zudem eine effiziente Plattform für Wirkstoff-Screening und Wirksamkeitsevaluation.
7. Molekulare Marker und Klinische Anwendungen:
Wichtige molekulare Marker in der Endometriumforschung umfassen HABP1 (Hyaluronan-Binding Protein 1), CRABP2 (Cellular Retinoic Acid Binding Protein 2), TRAP1 (Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor-assoziertes Protein 1), CAMSAP3 (Calmodulin-reguliertes Spectrin-assoziiertes Protein 3), PTEN (Phosphatase und Tensin Homolog), ARID1A (AT-reiches Interaktionsdomäne 1A), PIK3CA (Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat 3-Kinas Katalytische Subeinheit Alpha) und CAFs (Krebs-assoziierte Fibroblasten).
HABP1 ist ein Protein, das eine Rolle bei Zellmigration und Invasion spielt. CRABP2 ist in Retinsäure-Stoffwechsel beteiligt und zeigt Tumorsuppressor-Eigenschaften im Endometriumkrebs. TRAP1 ist wichtig für mitochondriale Stressantwort und Zellerhalt. CAMSAP3 spielt eine Rolle bei Zytoskelett-Organisation. PTEN und PIK3CA sind kritisch wichtig in der Regulation des PI3K-AKT-Signalwegs. ARID1A ist ein Bestandteil von Chromatin-Umbau-Komplexen und funktioniert als Tumorsuppressor. CAFs spielen eine wichtige Rolle im Tumor-Mikroenvironment und unterstützen Tumorförderung.
Molekulare Klassifikation von Endometriumkrebs ist in Bezug auf prognostische Marker und zielgerichtete Behandlungsstrategien von großer Bedeutung. UBE2C und CRABP2 heben sich als prognostische Marker im Endometriumkrebs hervor. PI3K- und MAPK-Signalwege spielen eine kritische Rolle bei der Pathogenese des Endometriumkrebses und werden als therapeutische Ziele betrachtet.
8. oHEM15a Zelllinie:
oHEM15a Zelllinie wird aus situ-endometrialen Stromazellen von Endometriose-Patientinnen abgeleitet und nach Immortalisierung-Behandlung etabliert. Diese Zelllinie zeigt Adhäsions-Wachstumscharakteristiken, exprimiert Östrogenrezeptor (ER) und Progesteronrezeptor (PR) und eignet sich zur Untersuchung der pathologischen Mechanismen und Behandlungsmethoden von Endometriose. HEM15a Zellen halten genomische Stabilität über mehrere Passagen aufrecht, was ein wichtiges Werkzeug für Krankheitsmodelle und Wirkstoff-Screening bietet.
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