胎盘研究重大突破!iScience:开发出顶端向外滋养层类器官模型,揭秘早期妊娠胎盘发育及母胎互动奥秘 |
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胎盘研究重大突破!iScience:开发出顶端向外滋养层类器官模型,揭秘早期妊娠胎盘发育及母胎互动奥秘
来源:100医药网 2025-04-02 09:14
这项研究建立的新型顶端向外的滋养层类器官模型,在结构和功能上更接近体内胎盘,为研究正常和异常胎盘发育、药物及环境因素对胎盘的影响以及母胎相互作用提供了有力的工具。在生命孕育的奇妙旅程中,胎盘扮演着至关重要的角色,它不仅是胎儿获取营养、排出废物的关键通道,还在维持妊娠稳定、调节母胎等方面发挥着不可或缺的作用。然而,由于研究胎盘面临诸多实际、法律和伦理限制,这个神秘的器官至今仍是人类了解最少的器官之一。
近日,发表于iScience的一项研究Development of apical out trophoblast stem cell derived organoids to model early human pregnancy为我们带来了新突破,有望为胎盘相关研究开辟新方向。
胎盘由滋养层细胞发育而来,滋养层细胞的正常增殖与分化是成功妊娠的基础。在妊娠过程中,滋养层细胞会分化为细胞滋养层细胞(CTB)、绒毛外滋养层细胞(EVT)和合体滋养层细胞(STB)等多种细胞类型。一旦滋养层细胞发育和功能出现异常,就可能引发流产、子痫前期和胎儿宫内生长受限等多种妊娠并发症。
此前,由于缺乏合适的功能性实验模型,人们对人类胎盘的认知进展缓慢。尽管滋养层类器官的出现为研究胎盘生理和疾病提供了一定帮助,但现有模型存在诸多缺陷,其中最突出的问题是STB在类器官内部的位置不符合生理状态,无法准确模拟体内胎盘绒毛形态,也难以研究STB与子宫内膜或绒毛间隙内容物的相互作用。
为解决这些问题,研究团队致力于开发一种更接近体内胎盘结构的类器官模型。他们成功建立了一种由人滋养层(hTSC)来源的顶端向外的类器官模型,该模型表面由STB构成,内部为CTB,更贴近体内胎盘的真实结构。
图 1. 从hTSC细胞建立顶端向外的滋养层类器官培养
研究结果显示,这种新型类器官模型具有多项重要特性。在形态结构方面,经过10天培养,类器官围绕微珠生长,呈现多层结构,外层是多核的STB,内层是单核细胞,类似体内胎盘绒毛组织。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察发现,其表面有密集的微绒毛,与体内正常绒毛STB结构一致,内部单核细胞的细胞核形态不规则,且通过多种细胞连接维持联系。
图 2. 滋养层类器官中CTB和STB的超微结构
从功能角度看,该类器官能够分泌人绒毛膜促性腺激素(hCG)、孕酮(P4)和胎盘生长因子(PGF)等重要激素。其中,hCG和P4的分泌量随时间逐渐增加,PGF的分泌在培养第5天达到峰值,之后显著下降。这一激素分泌模式与正常妊娠情况有相似之处,但PGF分泌的具体调控机制还需进一步研究。
值得一提的是,该类器官模型还能够诱导产生具有迁移和侵袭能力的EVT样细胞。当将类器官转移到基质胶中,并使用特定的培养基培养时,细胞会迁移到基质胶中,形成纺锤状结构,表达EVT相关标记物,如HLA-G和ITGA2等。这表明该模型可以较好地模拟体内滋养层细胞的分化和侵袭过程。
图 3. 从滋养层类器官生成具有迁移和侵袭能力的HLA-G⁺ EVT样细胞
这项研究建立的新型顶端向外的滋养层类器官模型,在结构和功能上更接近体内胎盘,为研究正常和异常胎盘发育、药物及环境因素对胎盘的影响以及母胎相互作用提供了有力的工具。相信随着研究的不断深入,这一模型将帮助我们揭开更多胎盘的奥秘,为保障母婴健康带来新的希望。(100yiyao.com)
参考文献:
Zhou J, Sheridan MA, Tian Y, et al. Development of apical out trophoblast stem cell derived organoids to model early human pregnancy.iScience. 2025;28(3):112099. Published 2025 Feb 25. doi:10.1016/j.isci.2025.112099
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