科研进展 | 华南农业大学吴珍芳教授团队通过跨物种比较研究揭示胎盘发育新机制

2024-10-02 167 返回列表

近日，华南农业大学国家生猪种业工程技术研究中心/猪禽种业全国重点实验室吴珍芳教授团队在国际著名期刊Advanced Science发表题为 “Cross-Species Insights into Trophoblast Invasion During Placentation Governed by Immune-Featured by Immune-Featured Trophoblast Cells”的研究论文，并被选为Frontispiece（扉页论文）高亮推荐。该研究通过对猪、鼠和人等物种胎盘发育机制的深入比较，系统解析了不同物种胎盘细胞组分变化及基因时空表达规律，发现了一类具有免疫特征的新型滋养层细胞（iTrophoblast），并揭示了其在调控滋养层细胞侵袭、保障胎盘发育中的重要作用。

胎盘是哺乳动物妊娠过程中连接母体和胎儿的重要器官，胎儿生长发育所需营养物质都需要通过胎盘从母体获取。根据胎盘滋养层细胞侵袭性及其与母体子宫内膜的融合程度，哺乳动物胎盘可分为上皮绒毛膜胎盘、结缔绒毛膜胎盘、内皮绒毛膜胎盘和血绒毛膜胎盘4种类型。猪胎盘是典型的上皮绒毛膜胎盘，分娩时胎盘容易与子宫脱离，但母体营养物质需经过6层组织结构构成的胎盘屏障才能运输到胎儿，胎盘滋养层侵袭性直接影响胎盘效率，胎盘效率低下会导致胎儿发育不良甚至死亡。在养猪生产中，胎盘效率与母猪产仔数、胎儿出生重等繁殖性状紧密相关，直接影响种猪的繁殖性能。

猪胎盘细胞组分变化及基因表达规律

本研究通过单细胞测序（10X Genomics scRNA-seq）、空间转录组（ScStereo-Seq）和多重荧光原位杂交（Spatial FISH）等技术，采用多组学联合分析的方法，对跨物种胎盘发育过程中的细胞动态及基因表达进行了系统研究，鉴定出了一系列调控滋养层细胞侵袭及胎盘发育的关键基因模块。结果表明，与鼠和人类等侵袭性胎盘相比，猪的非侵袭性胎盘滋养层细胞展现出高度动态的细胞迁移和组织重构，但细胞侵袭能力更弱。进一步通过跨物种比较研究，发现了一类具有免疫特征的新型滋养层细胞—iTrophoblast。研究结果显示iTrophoblast在滋养层细胞侵袭过程中发挥重要调控作用，且与胎盘的免疫调节功能密切相关，利用人类先兆子痫胎盘疾病模型证实了iTrophoblast在调控滋养层侵袭及胎盘免疫调节过程中的重要作用。本研究对通过提高胎盘效率改良种猪繁殖性能以及对解析人滋养细胞侵袭异常导致的先兆子痫的发病机制都具有重要参考意义。

跨物种胎盘发育机制比较研究

我校博士后臧旭鹏、中山大学张丹副教授为该论文共同第一作者，团队顾婷副教授、蔡更元研究员和洪林君副教授为论文共同通讯作者，吴珍芳教授为该工作提供了宝贵的支持与指导。