Nature：構建出首個人類早期妊娠細胞圖譜，揭示母體免疫系統在早期妊娠發生的變化

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維持健康的妊娠有時是困難的：許多婦女遭受流產或死產，而其他婦女出現先兆子癇等問題。許多這些問題的根源發生在妊娠的最初幾周，這也是胎盤形成的時候。胎兒著床到母體中稱為蛻膜（decidua）的子宮內膜上，從而為胎盤提供良好的血液供應。研究母體和胎兒之間的界面可能有助於解答許多重要問題，包括母體的免疫系統如何發生變化從而允許母體和發育中的胎兒共同存在。 然而，在此之前這個領域還沒有得到很好的研究。

在一項新的研究中，來自英國威康基金會桑格研究所、紐卡斯爾大學和劍橋大學的研究人員研究了妊娠前三個月的7萬多個細胞。利用單細胞RNA測序和單細胞DNA測序，他們鑒定出蛻膜和胎盤中的母體細胞和胎兒細胞，並發現這些細胞如何相互作用。他們發現胎兒細胞和母體細胞利用信號相互交談，這種交談使得母體免疫系統支持胎兒生長。這項研究也是首次構建出關於人類早期妊娠的人類細胞圖譜（Human Cell Atlas）。它呈現了子宮和胎盤中的新的意想不到的細胞狀態，並顯示每個細胞中的哪些基因開啟。從這項研究獲得的新見解將有助於我們了解導致成功妊娠的原因，以及在流產或先兆子癇期間可能出現的問題。相關研究結果發表在2018年11月15日的Nature期刊上，論文標題為「Single-cell reconstruction of the early maternal–fetal interface in humans」。論文通訊作者為紐卡斯爾大學的Muzlifah Haniffa教授、劍橋大學的Ashley Moffett教授和Sarah A. Teichmann博士。

論文第一作者、威康基金會桑格研究所的Roser Vento-Tormo博士說，「我們有史以來第一次能夠觀察到哪些基因在蛻膜和胎盤的每個細胞中是有活性的，並且發現它們中的哪些能夠改變母體免疫系統。來自胎盤的胎兒細胞與母體的免疫系統進行通信，從而確保胎盤正確地植入。這允許胎兒正常地生長和發育。」

利用基於顯微鏡的方法，這些研究人員也能夠確定蛻膜不同層中的新細胞狀態的位置。他們觀察到胎盤的滋養層細胞（trophoblast cell）如何侵入母體子宮內膜，導致這種組織改變結構，從而為發育中的胎兒供應血液。

Moffett說，「蛻膜的形成對於成功妊娠至關重要，我們的研究揭示了蛻膜中的全新細胞亞型。進一步闡明每種細胞的作用將有助於了解母體免疫反應如何有助於實現成功妊娠。」

了解這一領域也對癌症研究產生影響。腫瘤細胞能夠使用類似的機制來逃避免疫系統並獲取新的血液供應，從而為腫瘤生長提供營養物和氧氣。

Teichmann說，「這是首個關於早期妊娠的人類細胞圖譜，為我們提供了這個重要的初始發育階段的參考圖譜。它將改變我們對健康發育的理解，並有助於我們了解胎盤細胞和母體細胞如何相互通信來支持妊娠。這將有助於闡明妊娠障礙，並且也可能有助於了解癌細胞利用的途徑。」

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