《Nature》“迷你胎盘”回答人类怀胎的奥秘

原创 生物通编辑 生物通 2023-03-31 10:27 发表于广东

“这是我们第一次能够描绘出胎盘发育的全貌，并详细描述了参与每个关键步骤的细胞。剑桥大学和惠康桑格研究所的共同第一作者Anna Arutyunyan说:“这种新的洞察水平可以帮助我们改进实验室模型，继续调查导致全球疾病和死亡的妊娠障碍。”

来自剑桥大学、威康桑格研究所、瑞士弗里德里希·米歇尔生物医学研究所(FMI)、EMBL的欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)及其合作者的研究人员，已经创建了胎盘如何发育并与子宫交流的深入图景。这项研究今天发表在《Nature》杂志上，是人类细胞图谱计划的一部分，该计划旨在绘制人体每一种细胞类型。它为人类胎盘的实验模型的开发提供了信息并使之成为可能。

胎盘是由胎儿建立的临时器官，促进胎儿营养、氧气和气体交换等重要功能，并防止感染。胎盘在子宫内的形成和嵌入被称为胎盘，是成功怀孕的关键。在分子水平上了解正常和无序的胎盘可以帮助回答关于流产、死产和先兆子痫等尚不清楚的疾病的问题。在英国，轻度子痫前期影响高达6%的孕妇。严重的病例比较罕见，发生在约1%至2%的妊娠期。尽管妊娠紊乱在世界各地引起疾病和死亡，但许多妊娠过程尚不完全清楚。这部分是由于胎盘的过程很难在人类身上进行研究，虽然动物研究是有用的，但由于生理差异，它们有局限性。在发育过程中，胎盘会形成树形结构，附着在子宫上，外层细胞，称为滋养层，通过子宫壁迁移，改变母体血管，建立氧气和营养的供应线。

在这项新研究中，科学家们在先前研究怀孕早期阶段的基础上，以前所未有的细节捕捉胎盘发育过程。先进的基因组技术使他们能够看到所有涉及的细胞类型，以及滋养层细胞如何与周围的母体子宫环境通信。研究小组揭示了滋养层发育的完整轨迹，揭示了疾病中可能出现的问题，并描述了多种细胞群的参与，如母体免疫细胞和血管细胞。这项研究是独特的，因为它可以使用罕见的历史样本，涵盖子宫深处胎盘形成的所有阶段。创建这个开放获取的细胞图谱，确保为科学界未来的研究提供信息。

他们还将这些结果与在实验室中生长的胎盘滋养层类器官(有时被称为“迷你胎盘”)进行了比较。他们发现，在组织样本中鉴定出的大多数细胞都可以在这些类器官模型中看到。一些后期的滋养层群体是看不见的，只有在接收到母体细胞的信号后才可能在子宫内形成。研究小组重点研究了一种被称为巨噬细胞的母体免疫细胞的作用。他们还发现其他的母体子宫细胞会释放调节胎盘生长的通讯信号。这项研究的见解可以开始拼凑关于怀孕这一阶段的未知因素。新的认识将有助于开发有效的实验室模型来研究胎盘发育，并促进诊断、预防和治疗妊娠疾病的新方法。