新技术！分娩期间母胎之间存在信号交流？Science子刊：人类胎盘单细胞图谱提示母胎信号转化变化，可有助于预测早产

十月怀胎，血脉相连，母亲与孩子似乎与生俱来就有着一种深度的情感联结。都说母子连心，从第一次胎动，妈妈就会神奇地感受到宝宝的存在，小小的生命开始悄然生长；一次次的胎教，虽然隔着肚子，但妈妈与宝宝似乎能心意相通，母亲与孩子有着独有的爱意信号交流。你知道吗？母胎沟通不仅限于此，分娩期间母亲和胎儿之间可能也是存在信号交流的！

近日，来自美国国立卫生研究院（NIH）尤尼斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所的研究人员，在Science Translational Medicine杂志发表了一篇题为“Deciphering maternal-fetal cross-talk in the human placenta during parturition using single-cell RNA sequencing”的研究论文，为人类分娩过程母亲和胎儿间的信号交流提供了新的见解，并指出这种胎盘单细胞图谱特征有朝一日可能应用于早产预测。

DOI：10.1126/scitranslmed.adh8335

分娩是一个多阶段的过程，涉及母亲和胎儿生理、生化、内分泌和免疫途径的协调激活，足月自然分娩是一种生理炎症状态，包括子宫组织、子宫颈、绒毛膜-羊膜（CAMs）以及母体循环中白细胞浸润和炎症介质表达增加。

这一复杂过程是由母亲或胎儿独立控制，还是由母亲和胎儿信号共同驱动的？内在机制还没有定论，有待进一步探索。

为了探索分娩过程中母体和胎儿之间的细胞相互作用，研究人员首先通过使用自然分娩（n = 24）或未自然分娩（n = 18）足月妇女的胎盘和胎盘外组织，建立了一个全面的人类胎盘单细胞图谱。

图1：分娩时胎盘单细胞图谱

胎盘在分娩后立即收集，包括CAM（包括羊膜、绒毛膜和顶蜕膜）的样本，以及包括基底膜（基底蜕膜）和胎盘绒毛（BPPV）的活检。

该研究利用scRNA-seq技术，进一步强调了胎盘（胎盘绒毛和基板）和胎盘外组织（CAM）之间的细胞类型组成和相对丰度的差异。研究者证明，母体和胎儿细胞类型在分娩过程中发生了转录组活性的变化。与胎盘组织相比，CAMs显示出更多与分娩高度相关的细胞类型，其中，受分娩影响最显著的细胞群是胎儿间质细胞、母体蜕细胞和母体巨噬细胞。

此外，研究发现了在分娩过程中，细胞迁移和增殖、白细胞募集和细胞因子/趋化因子信号通路的细胞类型特异性富集。最具代表性的细胞类型，如滋养细胞，在分娩过程中并没有经历基因表达的剧烈变化，这表明数量占优势的转录活跃亚群，是与分娩相关信号传导的主要贡献者，而不是种类更丰富的亚群。

紧接着，细胞间相互作用分析表明，CAM和胎盘细胞类型参与分娩驱动的母-胎信号传导，包括胶原蛋白、C-X-C基序配体（CXCL）、肿瘤坏死因子（TNF）、半乳糖凝集素和白细胞介素-6（IL-6）通路。这些信号通路主要涉及免疫细胞和非免疫细胞之间相互作用，进而影响炎症通路。

 图2：分娩期间CAM中的母-胎相互作用

随后，研究者将胎盘的scRNA-seq数据与公开的大量转录组数据相结合，分析后发现在整个妊娠期和分娩过程中母体的循环血液中都可以监测到胎盘来源的scRNA-seq特征。此外，比较分析显示，足月分娩情况下胎盘来源的特征也可在自然性早产患者中监测到。

最后，研究者证明，在妊娠早期，不论临产前胎膜是否发生破裂，都可以在发生自然早产的女性循环血液中检测到分娩特异性的胎盘来源特征，这也提示，在未来，胎盘衍生的单细胞特征可能有助于开发用于预测早产的非侵入性生物标志物。

图3：分娩相关单细胞特征作为自发性早产的非侵入性生物标志物

分娩时有趣的母胎信号交流带给我们惊喜，希望在不远的将来，胎盘来源的单细胞信号能够真正帮助开发出非侵入性早产生物标记物，让十月怀胎少一分痛苦，多一分安全。

参考文献：

[1] Garcia-Flores V, Romero R, Tarca AL, et al. Deciphering maternal-fetal cross-talk in the human placenta during parturition using single-cell RNA sequencing. Sci Transl Med. 2024 Jan 10;16(729):eadh8335.

撰文｜青叶

编辑 |  lcc

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