期刊：Nature Medicine
影響因子：58.7
主要技術(shù)：ScRNA-seq、空間轉(zhuǎn)錄組

導(dǎo)語
子宮內(nèi)膜蛻膜化抵抗（DR）與多種婦科及產(chǎn)科疾病有關(guān)。在此研究中，作者采用多組學(xué)策略，揭示了患有嚴(yán)重子癇前期（sPE）患者中DR的細(xì)胞和分子特征。形態(tài)學(xué)分析揭示了顯著的腺體解剖結(jié)構(gòu)異常，這一結(jié)果經(jīng)組織切片經(jīng)蘇木精-伊紅染色后進(jìn)行數(shù)字化處理并得到證實(shí)。對(duì)患有SPE的患者（n=11）和對(duì)照組（n=12）的子宮內(nèi)膜樣本進(jìn)行scRNA-seq，發(fā)現(xiàn)SPE相關(guān)的細(xì)胞組成變化，表現(xiàn)為一種間質(zhì)鑲嵌狀態(tài)，其中包含增殖性間質(zhì)細(xì)胞（MMP11和SFRP4）以及/或GFBPT退行性化細(xì)胞，同時(shí)伴有上皮鑲嵌現(xiàn)象以及與蛻膜化相關(guān)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化缺失。細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)圖譜突顯了特定細(xì)胞類型之間的異常相互作用，表明了諸如內(nèi)皮蛋白、WNT和SPP1等關(guān)鍵通路的作用。空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)驗(yàn)證了與DR相關(guān)的特征。在第二個(gè)重復(fù)研究組中，激光捕獲顯微切割/質(zhì)譜分析進(jìn)一步證實(shí)了部分scRNA測(cè)序結(jié)果，特別是表明在通路水平上不存在間質(zhì)向上皮的轉(zhuǎn)變，這表明對(duì)類固醇激素（尤其是雌激素）的反應(yīng)出現(xiàn)了紊亂。這些發(fā)現(xiàn)為sPE情況下DR發(fā)病機(jī)制的潛在分子機(jī)制提供了新的見解。

主要技術(shù)
ScRNA-seq、空間轉(zhuǎn)錄組

研究結(jié)果
1. sPE的肉眼、微觀和單細(xì)胞變化
子宮內(nèi)膜組織的宏觀觀察顯示，與對(duì)照組相比，患者的腺體開口擴(kuò)張。對(duì)既往sPE患者和對(duì)照患者的蘇木精和伊紅染色組織切片進(jìn)行掃描和數(shù)字化證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)。與對(duì)照組相比，sPE患者的管腔面積百分比較高，不規(guī)則性較多，并且在管狀和管狀肺泡腺切片中觀察到腺上皮細(xì)胞數(shù)量較多。作者將這些發(fā)現(xiàn)作為既往sPE患者在周期后期分泌期出現(xiàn)DR子宮內(nèi)膜缺陷的初步證據(jù)。

使用scRNA-seq方法來揭示觀察到的形態(tài)差異背后的分子相關(guān)性。總共分析了65,381個(gè)細(xì)胞。確定了以下九種主要細(xì)胞類型：上皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、循環(huán)基質(zhì)細(xì)胞、血管周圍細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、自然殺傷（NK）細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞。合并的患者和對(duì)照數(shù)據(jù)集的全局整合使得能夠?qū)�兩組子宮內(nèi)膜活檢的細(xì)胞組成進(jìn)行初步比較。

Fig 1. sPE 和對(duì)照條件下的單細(xì)胞圖譜反映了DR的形態(tài)特征

2. 間質(zhì)sPE中子宮內(nèi)膜細(xì)胞分化缺陷
基質(zhì)和血管周圍細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的整合鑒定出幾個(gè)亞群。細(xì)胞身份映射可以識(shí)別在sPE或?qū)φ諛颖局胁町惛患�的亞群。蛻膜化基質(zhì)1、2和基質(zhì)過渡亞群在對(duì)照樣本中富集，而蛻膜化基質(zhì)3和增生性基質(zhì)在sPE樣本中增加。增生性基質(zhì)細(xì)胞與IGFBP1+蛻膜化細(xì)胞共存，似乎是 sPE中DR 的標(biāo)志。在 sPE 患者中，TIMP3在蛻膜基質(zhì)1和2中上調(diào)，而IGFBP1和IGFBP6在蛻膜基質(zhì)3中上調(diào)。增殖性基質(zhì)亞群顯示SFRP4和FOS表達(dá)增加，這些標(biāo)志物與增殖期和子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)。IF證實(shí)，與對(duì)照組相比，曾患sPE的患者的基質(zhì)SFRP4更高。這些結(jié)果表明sPE中的基質(zhì)群體不平衡，以增殖的基質(zhì)細(xì)胞為主，與促炎微環(huán)境內(nèi)的蛻膜細(xì)胞共存。對(duì)上皮細(xì)胞細(xì)分，鑒定出纖毛上皮、纖毛上皮細(xì)胞和sPE纖毛上皮。sPE患者的增生性上皮、沉淀纖毛上皮、纖毛上皮和sPE纖毛上皮亞群數(shù)量較多。纖毛上皮細(xì)胞在增生期增加，表明DR中上皮分化異常。IF分析證實(shí)了sPE患者子宮內(nèi)膜組織中MMP7顯著增加。有sPE病史患者的上皮細(xì)胞群存在明顯的不平衡，其特征是異常的增生上皮和纖毛上皮為主，與腺分泌上皮和腔上皮共存，同時(shí)還存在異常的上皮細(xì)胞類型，這可能導(dǎo)致宏觀和微觀觀察到的上皮表型。

Fig 2.sPE患者DR基質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞分化狀態(tài)的改變

3. 上皮細(xì)胞sPE中的子宮內(nèi)膜細(xì)胞分化缺陷
作者整合了上皮到基質(zhì)過渡區(qū)亞群的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，分析納入的細(xì)胞群體包括基質(zhì)、上皮、上皮-基質(zhì)過渡、纖毛上皮和循環(huán)細(xì)胞。差異豐度分析顯示EMT中對(duì)照細(xì)胞數(shù)量增加，而sPE患者中細(xì)胞數(shù)量大大減少。RNA速率結(jié)果揭示了一個(gè)時(shí)間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)錄過程，該過程起源于上皮細(xì)胞并延伸到基質(zhì)細(xì)胞。在對(duì)照組存在從分泌性腺上皮到基質(zhì)的明顯轉(zhuǎn)變，描述了與晚期分泌性蛻膜狀態(tài)相關(guān)的EMT，而在sPE患者的樣本中，顯著的密度紊亂似乎與DR有關(guān)。最后，不同條件下的差異表達(dá)突出了對(duì)照對(duì)轉(zhuǎn)變的重大貢獻(xiàn)。GO分析揭示了與EMT相關(guān)的富集生物學(xué)過程這些結(jié)果表明，在從以前患有sPE的患者身上采集的子宮內(nèi)膜樣本中，基質(zhì)細(xì)胞向上皮表型轉(zhuǎn)變的基本方面不僅有所減少，而且失調(diào)。

Fig 3.sPE患者DR子宮內(nèi)膜缺乏EMT

4. sPE中細(xì)胞間通訊失調(diào)
作者研究了導(dǎo)致sPE相關(guān)細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)的配體-受體對(duì)以及所涉及的細(xì)胞類型。在對(duì)照樣品中，內(nèi)皮素介導(dǎo)的信號(hào)在內(nèi)皮和腺分泌上皮之間定向至基質(zhì)細(xì)胞的各種亞型。然而，在sPE患者的子宮內(nèi)膜樣本中，信號(hào)主要在上皮早期增殖細(xì)胞和不同基質(zhì)細(xì)胞亞群之間重新分配，涉及EDN1-EDNRA的減弱和EDN3-EDNRB信號(hào)的出現(xiàn)。在對(duì)照樣本中，基質(zhì)轉(zhuǎn)變亞群具有強(qiáng)烈的自我調(diào)節(jié)能力，并與內(nèi)皮細(xì)胞和血管周圍細(xì)胞通訊。在sPE患者的子宮內(nèi)膜樣本中，這些信號(hào)減弱，導(dǎo)致新的自分泌增殖調(diào)節(jié)，并涉及新的配體-受體對(duì)，如WNT5A-FZD10。對(duì)照樣本中的典型WNT信號(hào)傳導(dǎo)主要涉及基質(zhì)過渡細(xì)胞的自分泌調(diào)節(jié)以及與蛻膜基質(zhì)細(xì)胞的通訊。在sPE患者中，基質(zhì)過渡細(xì)胞和早期分泌基質(zhì)細(xì)胞向未分化基質(zhì)細(xì)胞發(fā)出信號(hào)，涉及至少四個(gè)在對(duì)照樣本中不活躍的典型WNT配體-受體對(duì)。

Fig 4.與DR細(xì)胞組成改變相關(guān)的功能失調(diào)的細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)

5. sPE中DR的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)
通過空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)對(duì)晚期分泌型子宮內(nèi)膜進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)變化解析，分析了sPE(n = 8)和對(duì)照 (n = 8)中的95個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)。ROI是根據(jù)子宮內(nèi)膜組織結(jié)構(gòu)分為以下三類的區(qū)域：（1）富含基質(zhì)（VIM+）和內(nèi)皮細(xì)胞（CD31+），（2）富含腺上皮（PanCK+）和（3）富含管腔上皮和內(nèi)皮細(xì)胞的管腔上皮區(qū)域基質(zhì)細(xì)胞（PanCK+和VIM+）。

合并了來自scRNA-seq和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析的DEG。DEG在兩項(xiàng)分析中都具有相同的上調(diào)或下調(diào)模式，這交叉驗(yàn)證了研究結(jié)果。在富集的基質(zhì)ROI中，兩種技術(shù)識(shí)別的DEG包括那些參與細(xì)胞骨架組織的DEG。TPM1被下調(diào)，MYL9和ANXA2也被下調(diào)。CCC分析中鑒定出的SEMA3與KDM6b一樣上調(diào)，KDM6b參與調(diào)節(jié)蛻膜DNA甲基化和調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)。sPE患者的腺上皮ROI基因上調(diào)，并與上皮的scRNA-seq分析相同，包括TNFRSF21和GREB1受體。在患有反復(fù)流產(chǎn)和子宮內(nèi)膜異位癥的女性中，它們的表達(dá)也上調(diào)。sPE患者中 MMP7的IF分析交叉驗(yàn)證了scRNA-seq 和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)獲得的結(jié)果。DUSP2和ACADSB也共享這種模式。將scRNA-seq 和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)合起來，表明sPE患者上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的不平衡可歸因于晚期分泌型子宮內(nèi)膜，保留了增殖期的特征。結(jié)果表明在蛻膜化過程中上皮細(xì)胞向基質(zhì)表型轉(zhuǎn)變的基本方面出現(xiàn)失調(diào)。SEMA3A和SPP1也觀察到顯著變化。在對(duì)照組的樣本中，SEMA3A信號(hào)在增殖期高度表達(dá)，主要局限于基質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間。然而，在sPE患者的樣本中，這些信號(hào)轉(zhuǎn)向增殖性上皮細(xì)胞和其他細(xì)胞類型，并出現(xiàn)了新的途徑。SPP1在上皮細(xì)胞的中晚期分泌期高度表達(dá)，通常由上皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和腺上皮自動(dòng)調(diào)節(jié)，在sPE患者中顯示出信號(hào)傳導(dǎo)減少。IF證實(shí)sPE患者的腺上皮中SPP1減少。此外，通常在基質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞之間的腱蛋白信號(hào)傳導(dǎo)在sPE患者中表現(xiàn)出新的相互作用，突出了廣泛的信號(hào)傳導(dǎo)改變。這些數(shù)據(jù)表明，在DR患者的子宮內(nèi)膜中，分子和細(xì)胞類型的信號(hào)通路發(fā)生了非常顯著的重新布線。主要是，細(xì)胞的增殖表型導(dǎo)致異常的蛻膜化。

Fig 5. 空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)證實(shí)sPE患者樣本中的DR

參考文獻(xiàn)：
Muñoz-Blat I, Pérez-Moraga R, Castillo-Marco N, Cordero T, Ochando A, Ortega-Sanchís S, Parras-Moltó M, Monfort-Ortiz R, Satorres-Perez E, Novillo B, Perales A, Gormley M, Granados-Aparici S, Noguera R, Roson B, Fisher SJ, Simón C, Garrido-Gómez T. Multi-omics-based mapping of decidualization resistance in patients with a history of severe preeclampsia. Nat Med. 2025 Feb;31(2):502-513. doi: 10.1038/s41591-024-03407-7. Epub 2025 Jan 7. PMID: 39775038; PMCID: PMC11835751.