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Cell Stem Cell | 利用胎盤類器官解析先兆子痫和妊娠疾病的病因

Cell Stem Cell | 利用胎盤類器官解析先兆子痫和妊娠疾病的病因

作為一個經常被忽視卻在妊娠中扮演着重要角色的器官,胎盤的發育很大程度上決定了懷孕的成功率以及母親和胎兒的健康。胎盤的異常發育常常伴随着各種妊娠疾病的出現例如先兆子痫,進而嚴重影響母親的健康和胎兒的發育。鑒于此,我們需要深入了解胎盤是如何發育的,以更好地了解妊娠疾病的發病機制以及相應的預測和治療。

由于人類胎盤顯著差別于其他物種,我們很難借助動物模型如小鼠來了解人類胎盤。是以,為了研究人類胎盤在懷孕早期是如何發育的,以及其如何與母親的子宮内膜建立緊密連接配接,英國劍橋大學病理系的Ashley Moffett團隊在2018年建立了胎盤類器官,極大的推動了該領域的發展。

為了進一步了解在懷孕早期胎盤是如何與母親的子宮内膜互作以建立良好的發育環境,2024年1月17日,英國劍橋大學病理系的Ashley Moffett團隊,瑞士Friedrich Miescher研究所的Margherita Turco團隊,以及英國Sanger研究所的Roser Vento-Tormo團隊合作在Cell Stem Cell上發表了題為“Human uterine natural killer cells regulate differentiation of extravillous trophoblast early in pregnancy”的文章,共同揭示了子宮自然殺傷細胞是如何影響胎盤發育的。

Cell Stem Cell | 利用胎盤類器官解析先兆子痫和妊娠疾病的病因

在該文章中,作者團隊利用胎盤類器官體系來研究子宮自然殺傷細胞在胎盤早期發育中的作用。由于目前技術的限制,我們還無法将胎盤細胞和子宮細胞進行一起培養。為了規避這一技術難點,作者團隊采取了另一措施,即将研究重心轉向子宮自然殺傷細胞分泌的細胞因子。他們選擇了四個由該類細胞特殊分泌的細胞因子:CSF1, CSF2, XCL1, CCL5,然後将這些細胞因子添加到胎盤類器官中以觀察它們是如何影響類器官發育和分化。通過進一步的單細胞測序,他們發現由子宮自然殺傷細胞分泌的細胞因子促進了絨毛外滋養層細胞的分化。為了進一步驗證此結果,作者團隊将類器官的單細胞資料和在妊娠早期的組織樣本中産生的單細胞資料進行了整合與比較,并揭示了同時作用于體内和體外的重要分子通路。

為了進一步了解這些分子通路在妊娠疾病形成中的作用,作者團隊借助已發表的先兆子痫的單細胞資料來分析這些分子通路在疾病中的變化。之前的研究表明,在這些疾病中,絨毛外滋養層細胞的分化是異常的。與此一緻,作者團隊發現這些促進絨毛外滋養層細胞分化的分子通路在先兆子痫中發生了異常表達。另外,這些分子通路中的很多組成元素(基因或者蛋白)都曾被報導過與各種妊娠疾病相關聯。

Cell Stem Cell | 利用胎盤類器官解析先兆子痫和妊娠疾病的病因

總的來說,該研究不僅揭示了在妊娠早期胎盤細胞和子宮細胞互相協作的模式以及它們影響疾病形成的機制,而且提供了一個範例以模拟胎盤的早期發育。在此研究中用到的方法也同樣适用于胎盤細胞和其他子宮細胞的互相作用的研究,并借此以更加全面了解妊娠早期這一重要階段所發生的關鍵分子機制。

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