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Nature:构建出首个人类早期妊娠细胞图谱,揭示母体免疫系统在早期妊娠发生的变化

来源:本站原创 2018-11-17 22:06

2018年11月17日/生物谷BIOON/---维持健康的妊娠有时是困难的:许多妇女遭受流产或死产,而其他妇女出现先兆子痫等问题。许多这些问题的根源发生在妊娠的最初几周,这也是胎盘形成的时候。胎儿着床到母体中称为蜕膜(decidua)的子宫内膜上,从而为胎盘提供良好的血液供应。研究母体和胎儿之间的界面可能有助于解答许多重要问题,包括母体的免疫系统如何发生变化从而允许母体和发育中的胎儿共同存在。 然而,在此之前这个领域还没有得到很好的研究。

在一项新的研究中,来自英国威康基金会桑格研究所、纽卡斯尔大学和剑桥大学的研究人员研究了妊娠前三个月的7万多个细胞。利用单细胞RNA测序和单细胞DNA测序,他们鉴定出蜕膜和胎盘中的母体细胞和胎儿细胞,并发现这些细胞如何相互作用。他们发现胎儿细胞和母体细胞利用信号相互交谈,这种交谈使得母体免疫系统支持胎儿生长。这项研究也是首次构建出关于人类早期妊娠的人类细胞图谱(Human Cell Atlas)。它呈现了子宫和胎盘中的新的意想不到的细胞状态,并显示每个细胞中的哪些基因开启。从这项研究获得的新见解将有助于我们了解导致成功妊娠的原因,以及在流产或先兆子痫期间可能出现的问题。相关研究结果发表在2018年11月15日的Nature期刊上,论文标题为“Single-cell reconstruction of the early maternal–fetal interface in humans”。论文通讯作者为纽卡斯尔大学的Muzlifah Haniffa教授、剑桥大学的Ashley Moffett教授和Sarah A. Teichmann博士。
图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0698-6。

论文第一作者、威康基金会桑格研究所的Roser Vento-Tormo博士说,“我们有史以来第一次能够观察到哪些基因在蜕膜和胎盘的每个细胞中是有活性的,并且发现它们中的哪些能够改变母体免疫系统。来自胎盘的胎儿细胞与母体的免疫系统进行通信,从而确保胎盘正确地植入。这允许胎儿正常地生长和发育。”

利用基于显微镜的方法,这些研究人员也能够确定蜕膜不同层中的新细胞状态的位置。他们观察到胎盘的滋养层细胞(trophoblast cell)如何侵入母体子宫内膜,导致这种组织改变结构,从而为发育中的胎儿供应血液。

Moffett说,“蜕膜的形成对于成功妊娠至关重要,我们的研究揭示了蜕膜中的全新细胞亚型。进一步阐明每种细胞的作用将有助于了解母体免疫反应如何有助于实现成功妊娠。”

了解这一领域也对癌症研究产生影响。肿瘤细胞能够使用类似的机制来逃避免疫系统并获取新的血液供应,从而为肿瘤生长提供营养物和氧气。

Teichmann说,“这是首个关于早期妊娠的人类细胞图谱,为我们提供了这个重要的初始发育阶段的参考图谱。它将改变我们对健康发育的理解,并有助于我们了解胎盘细胞和母体细胞如何相互通信来支持妊娠。这将有助于阐明妊娠障碍,并且也可能有助于了解癌细胞利用的途径。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Roser Vento-Tormo, Mirjana Efremova, Rachel A. Botting et al. Single-cell reconstruction of the early maternal–fetal interface in humans. Nature, 15 November 2018, 563(7731):347–353, doi:10.1038/s41586-018-0698-6.

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