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胚胎植入是一个动态的过程，涉及囊胚滋养外胚层和多种子宫内膜细胞之间的一系列物理和生理相互作用，这些子宫内膜细胞包括腔上皮细胞、腺上皮细胞和基质细胞。胚胎植入过程可以分为定位期、黏附期和侵入期3个阶段。在定位期，滋养外胚层靠近腔上皮。随着子宫腔的闭合，滋养外胚层和腔上皮之间开始进行紧密黏附。小鼠中，黏附反应发生于妊娠第4日午夜（植入的起始发生在第4日晚22：00~23：00）。同时，子宫内膜局部血管通透性增加，故经静脉注射大分子染料芝加哥蓝可以清楚标记子宫上的囊胚植入位点。黏附反应之后，植入的胚胎开始侵入子宫腔上皮并最终到达基质床（Cha et al.，2012）。
在啮齿类动物中，子宫腔的闭合和胚胎的运动引起囊胚滋养外胚层和子宫上皮之间的相互作用，并最终分布在子宫中的特定位置，即定位过程。如前所述，子宫腔的闭合在妊娠子宫或假孕子宫中都可以发生，孕酮在该过程中发挥着关键作用。虽然孕酮通过其受体对子宫腔闭合及胚泡定位有重要作用，但胚泡黏附反应的启动必须在孕酮的基础上加入雌激素后才可发生。胚胎在子宫中定位是胚胎进入宫腔后与子宫细胞“对话”的起始，该过程受子宫收缩等因素的影响。
作为胚泡-子宫信息交流过程中的一个早期信号分子，肝素结合性表皮生长因子（HB-EGF）所引发的信号通路在胚泡定位及黏附反应中的作用已被广泛地研究。对具有不同植入能力的胚胎进行全基因组分析发现，HB-EGF在囊胚激活的过程中表达升高，表明该分子在胚胎植入中有重要作用。在与囊胚一样大小的琼脂糖珠子吸附HB-EGF后，将其移植到假孕小鼠子宫中能诱导珠子周围的子宫细胞表达HB-EGF，增加血管的通透性，这些变化与正常胚胎诱导的变化相一致。
此外，之前的研究证明胚胎附着位点的子宫腔上皮在植入前6小时也表达HB-EGF，同时伴具有植入能力的囊胚中HB-EGF受体表达的增加及配体和受体结合活性的增强。同时，HB-EGF介导的信号又返回到胚胎中激活黏附所必需的胚胎分化过程。这些发现表明，HB-EGF信号通过旁分泌和近分泌的方式在胚胎和子宫之间形成了一个自我诱导的回路。另外，HB-EGF在人容受态的子宫中高表达，其受体ErbB4位于植入前囊胚的滋养外胚层表面，表明 HB-EGFErbB4信号在人胚胎植入过程中也介导滋养外胚层和子宫上皮的相互作用。
在胚胎植入的黏附期需要有相应黏附信号系统参与。事实上，有大量的糖蛋白、糖类配体及其受体表达于围植入期的子宫上皮和囊胚滋养层表面。到目前为止，发现的与植入过程相关的黏附分子包括整合素（integrins）、选择素（selectins）、半乳凝素（galectins）、硫酸类肝素蛋白多糖（HSPGs）、黏蛋白 1（mucin-1）、钙黏合素（cadherins）及 trophinin-tastin-bystin复合体等。
由于整合素和选择素的独特功能，使其在研究中备受关注。在人类子宫中，整合素αvβ3的表达局限于容受态期的子宫内膜上皮，其表达紊乱与反复流产和女性不育有关。研究发现，L选择素信号通路在人类胚胎植入过程中也有重要的作用。L选择素的寡糖配体表达于接受期子宫上皮时，L选择素分子则同时表达于囊胚滋养层细胞的表面。另外，表面含有L选择素配体的包被颗粒可以附着于囊胚滋养层细胞，经分离的滋养层细胞也能优先与容受态期的子宫上皮表面结合。这些发现均表明L选择素黏附信号系统在人类胚泡植入的起始阶段有重要的作用。
囊胚黏附及侵入位点处出现的子宫内膜血管通透性增加是植入过程中的一个典型标志，该过程中涉及各种前列腺素（prostaglandins，PG）的参与。 PTGS1 和 PTGS2 编码的Cox-1和Cox-2蛋白是调控PG生成的关键酶。 PTGS2 特异表达于囊胚黏附位点处的子宫内膜上皮及下方的基质细胞中。经 Cox-2 生成的前列环素（prostacyclin，prostaglandin I 2 ，PGI 2 ）是植入位点合成的主要PG。 Cox-2 基因缺失小鼠的植入障碍可以通过补充PG得到改善。有证据表明，PGI 2 在植入过程中通过激活过氧化物酶体增生物激活受体δ起作用。除小鼠外， Cox-2 在其他多种物种（包括灵长类动物）的子宫和/或囊胚中都有表达，提示 Cox-2 在植入过程中的作用具有进化上的保守性。
胞质型磷脂酶A2（cytoplasm phospholipase A 2 ，cPLA 2 ）是生成PG前体的重要酶，缺乏该酶的小鼠生殖能力明显下降。这一发现进一步证明PG在植入中的重要作用。此外，属于溶血磷脂家族的溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）也能通过激活G蛋白偶联的LPA3受体影响小鼠胚泡的黏附反应。
在胚胎向内膜的侵入过程中，主要是滋养层细胞与子宫上皮细胞发生相互作用。小鼠中已经发现植入过程中分化的滋养层细胞会通过entosis的细胞吞噬方式去除上皮细胞，同时也诱导部分上皮细胞凋亡，最终使胚胎侵入到子宫基质。而在人类，这一过程的发生伴随初级合体滋养层细胞的分化，但受限于伦理等限制，在体内开展相关研究还不现实。目前已经有体外囊胚培养的技术，并观察到初级合体滋养层细胞的分化，结合子宫细胞共培养有可能成为研究该过程的一个重要体外模型。
（王海滨）