胎盘研究重大突破！iScience：开发出顶端向外滋养层类器官模型，揭秘早期妊娠胎盘发育及母胎互动奥秘

在生命孕育的奇妙旅程中，胎盘扮演着至关重要的角色，它不仅是胎儿获取营养、排出废物的关键通道，还在维持妊娠稳定、调节母胎免疫等方面发挥着不可或缺的作用。然而，由于研究胎盘面临诸多实际、法律和伦理限制，这个神秘的器官至今仍是人类了解最少的器官之一。

近日，发表于iScience的一项研究Development of apical out trophoblast stem cell derived organoids to model early human pregnancy为我们带来了新突破，有望为胎盘相关研究开辟新方向。

胎盘由滋养层细胞发育而来，滋养层细胞的正常增殖与分化是成功妊娠的基础。在妊娠过程中，滋养层细胞会分化为细胞滋养层细胞（CTB）、绒毛外滋养层细胞（EVT）和合体滋养层细胞（STB）等多种细胞类型。一旦滋养层细胞发育和功能出现异常，就可能引发流产、子痫前期和胎儿宫内生长受限等多种妊娠并发症。

此前，由于缺乏合适的功能性实验模型，人们对人类胎盘的认知进展缓慢。尽管滋养层类器官的出现为研究胎盘生理和疾病提供了一定帮助，但现有模型存在诸多缺陷，其中最突出的问题是STB在类器官内部的位置不符合生理状态，无法准确模拟体内胎盘绒毛形态，也难以研究STB与子宫内膜或绒毛间隙内容物的相互作用。

为解决这些问题，研究团队致力于开发一种更接近体内胎盘结构的类器官模型。他们成功建立了一种由人滋养层干细胞（hTSC）来源的顶端向外的类器官模型，该模型表面由STB构成，内部为CTB，更贴近体内胎盘的真实结构。

图 1. 从hTSC细胞建立顶端向外的滋养层类器官培养

研究结果显示，这种新型类器官模型具有多项重要特性。在形态结构方面，经过10天培养，类器官围绕微珠生长，呈现多层结构，外层是多核的STB，内层是单核细胞，类似体内胎盘绒毛组织。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察发现，其表面有密集的微绒毛，与体内正常绒毛STB结构一致，内部单核细胞的细胞核形态不规则，且通过多种细胞连接维持联系。

图 2. 滋养层类器官中CTB和STB的超微结构

从功能角度看，该类器官能够分泌人绒毛膜促性腺激素（hCG）、孕酮（P4）和胎盘生长因子（PGF）等重要激素。其中，hCG和P4的分泌量随时间逐渐增加，PGF的分泌在培养第5天达到峰值，之后显著下降。这一激素分泌模式与正常妊娠情况有相似之处，但PGF分泌的具体调控机制还需进一步研究。

值得一提的是，该类器官模型还能够诱导产生具有迁移和侵袭能力的EVT样细胞。当将类器官转移到基质胶中，并使用特定的培养基培养时，细胞会迁移到基质胶中，形成纺锤状结构，表达EVT相关标记物，如HLA-G和ITGA2等。这表明该模型可以较好地模拟体内滋养层细胞的分化和侵袭过程。

图 3. 从滋养层类器官生成具有迁移和侵袭能力的HLA-G⁺ EVT样细胞

这项研究建立的新型顶端向外的滋养层类器官模型，在结构和功能上更接近体内胎盘，为研究正常和异常胎盘发育、药物及环境因素对胎盘的影响以及母胎相互作用提供了有力的工具。相信随着研究的不断深入，这一模型将帮助我们揭开更多胎盘的奥秘，为保障母婴健康带来新的希望。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zhou J, Sheridan MA, Tian Y, et al. Development of apical out trophoblast stem cell derived organoids to model early human pregnancy. iScience. 2025;28(3):112099. Published 2025 Feb 25. doi:10.1016/j.isci.2025.112099