Cell Stem Cell｜利用胎盘类器官解析先兆子痫和妊娠疾病的病因

医赋科技

2024-01-22 15:51 | 给医生、医学生传递医学新知识
作为一个经常被忽视却在妊娠中扮演着重要角色的器官，胎盘的发育很大程度上决定了怀孕的成功率以及母亲和胎儿的健康。胎盘的异常发育常常伴随着各种妊娠疾病的出现例如先兆子痫，从而严重影响母亲的健康和胎儿的发育。鉴于此，我们需要深入了解胎盘是如何发育的，以更好地了解妊娠疾病的发病机制以及相应的预测和治疗。

由于人类胎盘显著区别于其他物种，我们很难借助动物模型如小鼠来了解人类胎盘。因此，为了研究人类胎盘在怀孕早期是如何发育的，以及其如何与母亲的子宫内膜建立紧密连接，英国剑桥大学病理系的Ashley Moffett团队在2018年建立了胎盘类器官，极大的推动了该领域的发展。

为了进一步了解在怀孕早期胎盘是如何与母亲的子宫内膜互作以建立良好的发育环境，2024年1月17日，英国剑桥大学病理系的Ashley Moffett团队，瑞士Friedrich Miescher研究所的Margherita Turco团队，以及英国Sanger研究所的Roser Vento-Tormo团队合作在Cell Stem Cell上发表了题为“Human uterine natural killer cells regulate differentiation of extravillous trophoblast early in pregnancy”的文章，共同揭示了子宫自然杀伤细胞是如何影响胎盘发育的。



在该文章中，作者团队利用胎盘类器官体系来研究子宫自然杀伤细胞在胎盘早期发育中的作用。由于目前技术的限制，我们还无法将胎盘细胞和子宫细胞进行一起培养。为了规避这一技术难点，作者团队采取了另一措施，即将研究重心转向子宫自然杀伤细胞分泌的细胞因子。他们选择了四个由该类细胞特殊分泌的细胞因子：CSF1, CSF2, XCL1, CCL5，然后将这些细胞因子添加到胎盘类器官中以观察它们是如何影响类器官发育和分化。通过进一步的单细胞测序，他们发现由子宫自然杀伤细胞分泌的细胞因子促进了绒毛外滋养层细胞的分化。为了进一步验证此结果，作者团队将类器官的单细胞数据和在妊娠早期的组织样本中产生的单细胞数据进行了整合与比较，并揭示了同时作用于体内和体外的重要分子通路。

为了进一步了解这些分子通路在妊娠疾病形成中的作用，作者团队借助已发表的先兆子痫的单细胞数据来分析这些分子通路在疾病中的变化。之前的研究表明，在这些疾病中，绒毛外滋养层细胞的分化是异常的。与此一致，作者团队发现这些促进绒毛外滋养层细胞分化的分子通路在先兆子痫中发生了异常表达。另外，这些分子通路中的很多组成元素（基因或者蛋白）都曾被报导过与各种妊娠疾病相关联。



总的来说，该研究不仅揭示了在妊娠早期胎盘细胞和子宫细胞相互协作的模式以及它们影响疾病形成的机制，而且提供了一个范例以模拟胎盘的早期发育。在此研究中用到的方法也同样适用于胎盘细胞和其他子宫细胞的相互作用的研究，并借此以更加全面了解妊娠早期这一重要阶段所发生的关键分子机制。


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