Expression of kisspeptin and matrix metalloproteinases in human endometrial culture: a study of invasive and migratory properties

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Hypothesis/aims of study. Kisspeptin (KISS1) is encoded by KISS1 gene and its interaction with KISS1 receptor (KISS1R) suppresses metastasis and regulates release of gonadotropin-releasing hormone, which promotes secretion of estradiol and progesterone. Steroid hormone synthesis is regulated by KISS1/KISS1R and its activation can be involved in hormone dependent disorders such as endometriosis. KISS1 expression has been shown to inhibit the activity of a number of matrix metalloproteinases (MMPs). In this study, we aimed to isolate endometrial cell cultures from patients with and without endometriosis; to evaluate KISS1, KISS1R, MMP-2, and MMP-9 protein expression by immunocytochemistry; and to perform culture tests: the scratch assay and the analysis of cell migration activity.

Results. It was found that the endometrial cell cultures expressed KISS1, KISS1R, MMP-2, and MMP-9 proteins, with the cell migration ability enhanced.

About the authors

Tatyana S. Kleimenova

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; aint Petersburg State Pediatric Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: kleimenovats@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0767-5564
SPIN-code: 4876-3420
Scopus Author ID: 57194462104
ResearcherId: Р-7344-2016

Junior Researcher. The Laboratory of Cell Biology, the Department of Pathomorphology; Senior Laboratory Assistant. The Department of Medical Biology

Russian Federation, Saint Petersburg

Anna O. Drobintseva

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; aint Petersburg State Pediatric Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: anna.drobintseva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6833-6243
SPIN-code: 4277-0122
Scopus Author ID: 57188840020
ResearcherId: K-1210-2013

PhD, Senior Researcher. The Laboratory of Cell Biology, the Department of Pathomorphology; Associate Professor. The Department of Medical Biology

Russian Federation, Saint Petersburg

Victoria O. Polyakova

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott; aint Petersburg State University

Email: vopol@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8682-9909
SPIN-code: 5581-5413
Scopus Author ID: 7004515705
ResearcherId: O-1461-2016

PhD, DSci (Biology), Professor, Professor of the Russian Academy of Sciences, the Head of the Laboratory of Cell Biology; Professor. The Department of General Physiology, Biological Faculty

Russian Federation, Saint Petersburg

Anna A. Tsypurdeyeva

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and Reproductology named after D.O. Ott

Email: tsypurdeeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7774-2094
SPIN-code: 5208-9707

MD, PhD, Senior Researcher. The Department of Gynecology with the Operating Unit

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Takino T, Koshikawa N, Miyamori H, et al. Cleavage of metastasis suppressor gene product KiSS-1 protein/metastin by matrix metalloproteinases. Oncogene. 2003;22(30):4617-4626. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1206542.
  2. Qiao C, Wang CH, Shang T, Lin QD. Clinical significance of KiSS-1 and matrix metalloproteinase-9 expression in trophoblasts of women with preeclampsia and their relation to perinatal outcome of neonates. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2005;40(9):585-590.
  3. Dongxu Z, Fei Y, Xing X, et al. Low back pain tied to spinal endometriosis. Eur Spine J. 2014;23 Suppl 2:214-217. https://doi.org/10.1007/s00586-013-2988-x.
  4. Молотков А.С. Подходы к оценке ароматазной активности в эндометриальных гетеротопиях // Вестник Российской военно-медицинской академии. — 2013. — № 2. — С. 25–28. [Molotkov AS. Approaches to evaluation of aromatase activity in endometriosis heterotopies. Vestnik Rossiiskoi voenno-meditsinskoi akademii. 2013;(2):25-28. (In Russ.)]
  5. Айламазян Э.К., Ярмолинская М.И., Молотков А.С., Цицкарава Д.З. Классификации эндометриоза // Журнал акушерства и женских болезней. — 2017. — Т. 66. — № 2. — С. 77–92. [Aylamazyan EK, Yarmolinskaya MI, Molotkov AS, Tsitskarava DZ. Classifications of endometriosis. Journal of obstetrics and women’s diseases. 2017;66(2):77-92. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/JOWD66277-92.
  6. Иванов И.А., Цивьян Б.Л., Вологжанин Д.А., и др. Цитокины макрофагального звена при эндометриозе // Цитокины и воспаление. — 2013. — Т. 12. — № 1–2. — С. 88–93. [Ivanov IA, Tsiv’yan BL, Vologzhanin DA, et al. Macrophage cytokines and endometriosis. Cytokines & inflammation. 2013;12(1-2):88-93. (In Russ.)]
  7. Braundmeier AG, Nowak RA. Cytokines regulate matrix metalloproteinases in human uterine endometrial fibroblast cells through a mechanism that does not involve increases in extracellular matrix metalloproteinase inducer. Am J Reprod Immunol. 2006;56(3):201-214. https://doi.org/10.1111/j.1600-0897.2006.00418.x.
  8. Bilban M, Ghaffari-Tabrizi N, Hintermann E, et al. Kisspeptin-10, a KiSS-1/metastin-derived decapeptide, is a physiological invasion inhibitor of primary human trophoblasts. J Cell Sci. 2004;117(Pt 8):1319-1328. https://doi.org/10.1242/jcs.00971.
  9. Lee JH, Miele ME, Hicks DJ, et al. KiSS-1, a novel human malignant melanoma metastasis-suppressor gene. J Natl Cancer Inst. 1996;88(23):1731-1737. https://doi.org/10.1093/jnci/88.23.1731.
  10. Messager S, Chatzidaki EE, Ma D, et al. Kisspeptin directly stimulates gonadotropin-releasing hormone release via G protein-coupled receptor 54. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005;102(5):1761-1766. https://doi.org/10.1073/pnas.0409330102.
  11. Mead EJ, Maguire JJ, Kuc RE, Davenport AP. Kisspeptins: a multifunctional peptide system with a role in reproduction, cancer and the cardiovascular system. Br J Pharmacol. 2007;151(8):1143-1153. https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0707295.
  12. d’Anglemont de Tassigny X, Colledge WH. The role of kisspeptin signaling in reproduction. Physiology (Bethesda). 2010;25(4):207-217. https://doi.org/10.1152/physiol.00009.2010.
  13. Дробинцева А.О., Клейменова Т.С., Полякова В.О. Экспрессия кисспептина и его рецептора при наружном генитальном эндометриозе // Молекулярная медицина. — 2016. — Т. 14. — № 5. — С. 55–59. [Drobintseva AO, Kleymenova TS, Polyakova VO. Kisspeptin and kisspeptin receptorʼs expression in external genital endometriosis. Molekuliarnaia meditsina. 2016;14(5):55-59. (In Russ.)]
  14. Айламазян Э.К., Ярмолинская М.И., Ганбарли Н.Ф., и др. Роль метастина в патогенезе наружного генитального эндометриоза // Журнал акушерства и женских болезней. — 2017. — Т. 66. — № 3. — С. 16–24. [Aylamazyan EK, Yarmolinskaya MI, Ganbarli NF, et al. The role of metastin in pathogenesis of genital endometriosis. Journal of obstetrics and womenʼs diseases. 2017;66(3):16-24. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/JOWD66316-24.
  15. Catania JM, Chen G, Parrish AR. Role of matrix metalloproteinases in renal pathophysiologies. Am J Physiol Renal Physiol. 2007;292(3):F905-911. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00421.2006.
  16. Qiao C, Wang CH, Shang T, Lin QD. Clinical significance of KiSS-1 and matrix metalloproteinase-9 expression in trophoblasts of women with preeclampsia and their relation to perinatal outcome of neonates. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2005;40(9):585-590.
  17. Hiratsu T. In vitro cultivation of human endometrium and the influences of steroid hormones on a cell line derived from the endometrium. Kobe J Med Sci. 1968;14(1):29-48.
  18. Carver J, Martin K, Spyropoulou I, et al. An in-vitro model for stromal invasion during implantation of the human blastocyst. Hum Reprod. 2003;18(2):283-290. https://doi.org/10.1093/humrep/deg072.
  19. Simon C, Valbuena D. Embryonic implantation. Ann Endocrinol (Paris). 1999;60(2):134-136.
  20. Шилина М.А., Домнина А.П., Кожухарова И.В., и др. Характеристика культуры эндометриальных мезенхимных стволовых клеток, полученных от пациентки с аденомиозом // Цитология. — 2015. — Т. 57. — № 11. — С. 771–779. [Shilina MA, Domnina AP, Kozhukharova IV, et al. Characteristic of endometrial mesenchymal stem cells in culture obtained from patient with adenomyosis. Cell and tissue biology. 2015;57(11):771-779. (InRuss.)]
  21. Айламазян Э.К., Дурнова А.О., Полякова В.О., и др. Кокультивирование эмбриона человека с эндометрием: оптимизация экстракорпорального оплодотворения // Журнал акушерства и женских болезней. — 2012. — Т. 61. — № 4. — С. 16–22. [Aylamazyan EK, Durnova AO, Polyakova VO, et al. Co-cultivation of embryos with human endometrium: optimization of in vitro fertilization. Journal of obstetrics and womenʼs diseases.2012;61(4):16-22. (In Russ.)]
  22. Wonodirekso S, Au CL, Hadisaputra W, et al. Cytokeratins 8, 18 and 19 in endometrial epithelial cells during the normal menstrual cycle and in women receiving Norplant. Contraception. 1993;48(5):481-493. https://doi.org/10.1016/0010-7824(93)90137-V.
  23. Castellone RD, Leffler NR, Dong L, Yang LV. Inhibition of tumor cell migration and metastasis by the proton-sensing GPR4 receptor. Cancer Lett. 2011;312(2):197-208. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2011.08.013.
  24. Yoshida M, Yoshida K. Sperm chemotaxis and regulation of flagellar movement by Ca2+. Mol Hum Reprod. 2011;17(8):457-465. https://doi.org/10.1093/molehr/gar041.
  25. Radu CG, Yang LV, Riedinger M, et al. T cell chemotaxis to lysophosphatidylcholine through the G2A receptor. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(1):245-250. https://doi.org/10.1073/pnas.2536801100.
  26. Павлов Р.В., Сельков С.А. Уровень цитокинов в перитонеальной жидкости женщин с наружным генитальным эндометриозом // Журнал акушерства и женских болезней. — 2008. — T. 57. — № 4. — C. 55–58. [Pavlov RV, Sel’kov SA. Scytokine level in the peritoneal fluid of women with external genital endometriosis. Journal of obstetrics and womenʼs diseases. 2008;57(4):55-58. (In Russ.)]
  27. Kianpour M, Nematbakhsh M, Ahmadi SM, et al. Serum and peritoneal fluid levels of vascular endothelial growth factor in women with endometriosis. Int J Fertil Steril. 2013;7(2):96-99.
  28. Kao AP, Wang KH, Chang CC, et al. Comparative study of human eutopic and ectopic endometrial mesenchymal stem cells and the development of an in vivo endometriotic invasion model. Fertil Steril. 2011;95(4):1308-1315;e1301. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2010.09.064.
  29. Hori A, Honda S, Asada M, et al. Metastin suppresses the motility and growth of CHO cells transfected with its receptor. Biochem Biophys Res Commun. 2001;286(5):958-963. https://doi.org/10.1006/bbrc.2001.5470.
  30. Kotani M, Detheux M, Vandenbogaerde A, et al. The metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes kisspeptins, the natural ligands of the orphan G protein-coupled receptor GPR54. J Biol Chem. 2001;276(37):34631-34636. https://doi.org/10.1074/jbc.M104847200.
  31. Wang CH, Qiao C, Wang RC, Zhou WP. KiSS1mediated suppression of the invasive ability of human pancreatic carcinoma cells is not dependent on the level of KiSS1 receptor GPR54. Mol Med Rep. 2016;13(1):123-129. https://doi.org/10.3892/mmr.2015.4535.
  32. Seminara SB, Messager S, Chatzidaki EE, et al. The GPR54 gene as a regulator of puberty. N Engl J Med. 2003;349(17):1614-1627. https://doi.org/10.1056/NEJMoa035322.
  33. Kang HS, Baba T, Mandai M, et al. GPR54 is a target for suppression of metastasis in endometrial cancer. Mol Cancer Ther. 2011;10(4):580-590. https://doi.org/10.1158/1535-7163.MCT-10-0763.
  34. Mumtaz A, Khalid A, Jamil Z, et al. Kisspeptin: a potential factor for unexplained Iinfertility and impaired embryo implantation. Int J Fertil Steril. 2017;11(2):99-104. https://doi.org/10.22074/ijfs.2017.4957.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Invasion assay data (in response to a chemotactic gradient; ×40 magnification): a — control cell endometrial culture; b — endometrial cell culture from patients with endometriosis genitalis externa

Download (357KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Wound healing assay data (the wound area is highlighted; ×400 magnification)

Download (360KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Kleimenova T.S., Drobintseva A.O., Polyakova V.O., Tsypurdeyeva A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».