实验室培育的迷你胎盘揭示了先兆子痫和妊娠疾病

科学家们在实验室中培育出了“迷你胎盘”，并用它们来揭示胎盘如何发育以及如何与子宫内膜相互作用——这些发现可以帮助科学家更好地理解并在未来可能治疗先兆子痫。

今天发表在《细胞干细胞》杂志上的这项研究表明，为了研究妊娠的主要疾病，可以在发育中的人类胎盘上进行实验，而不仅仅是观察标本。

成功怀孕取决于妊娠最初几周胎盘的发育。在此期间，胎盘将自身植入子宫内膜——母亲子宫的粘膜内层。

子宫内膜细胞和胎盘细胞之间的相互作用对于妊娠是否成功至关重要。特别是，这些相互作用对于增加胎盘的母体血液供应至关重要，这是胎儿生长和发育所必需的。

当这些相互作用不能正常发挥作用时，可能会导致并发症，例如先兆子痫，这是一种在怀孕期间导致高血压的疾病。先兆子痫发生在每 100 次首次妊娠中，大约有 6 次发生，可能危及母亲和婴儿的健康。

大多数主要的妊娠疾病——例如先兆子痫、死产、生长受限——都取决于胎盘在最初几周发育的失败。这是一个非常难以研究的过程——植入后胎盘嵌入子宫内膜的时期通常被描述为“人类发育的黑匣子”。

在过去的几年里，许多科学家（包括剑桥大学的几位科学家）开发了类似胚胎的模型来帮助我们了解早期植入前的发育。但进一步的发展受到阻碍，因为我们对胎盘和子宫之间的相互作用知之甚少。”

剑桥大学病理学系 Ashley Moffett 教授

瑞士弗里德里希·米歇尔研究所和剑桥威康桑格研究所的莫菲特教授及其同事使用“迷你胎盘”（一种胎盘早期阶段的细胞模型）来提供了解早期妊娠的窗口，并帮助改善我们的妊娠状况。了解生殖障碍。这些类器官被称为“滋养层类器官”，是从胎盘细胞中生长出来的，并且非常接近地模拟早期胎盘，以至于之前已经证明它们在非处方妊娠测试中记录了阳性反应。

在之前的工作中，莫菲特教授和同事发现了增加先兆子痫等疾病风险或预防先兆子痫等疾病的基因。这些强调了子宫中独特的免疫细胞的重要作用，这些细胞被称为“子宫自然杀伤细胞”，它们聚集在胎盘植入部位的子宫内膜中。这些细胞介导子宫内膜和胎盘细胞之间的相互作用。

在他们的新研究中，她的团队将子宫自然杀伤细胞分泌的蛋白质应用到滋养层类器官中，以便它们能够模仿胎盘自身植入的条件。他们确定了对帮助类器官发育至关重要的特定蛋白质。这些蛋白质将有助于成功植入，使胎盘侵入子宫并转变母亲的动脉。

剑桥大学国王学院研究员莫菲特教授说：“这是我们唯一一次了解正常细胞侵入并改变动脉的位置，而这些细胞来自另一个个体，即婴儿。”

“如果细胞无法正常侵入，子宫内的动脉就不会张开，因此胎盘以及婴儿就会缺乏营养和氧气。这就是为什么在怀孕后期会出现问题的原因。没有足够的血液来喂养婴儿，婴儿要么死亡，要么变得非常小。”

研究人员还发现了一些调节血流并有助于植入的基因，莫菲特教授表示，这为未来的研究提供了指导，以更好地了解先兆子痫和类似疾病。

瑞士弗里德里希·米歇尔研究所的 Margherita Turco 博士是这项工作的共同负责人，她补充道：“尽管先兆子痫每年影响全球数百万女性，但我们对先兆子痫的了解仍然知之甚少。女性通常在就诊时就出现先兆子痫。妊娠末期，但要真正理解它——预测它并预防它——我们必须看看在怀孕的最初几周内发生了什么。

“使用‘迷你胎盘’，我们可以做到这一点，提供有关先兆子痫如何以及为何发生的线索。这帮助我们解开了一些我们现在应该更加关注的关键过程。它显示了基础科学帮助我们了解我们的基本生物学，我们希望有一天能够对母亲及其婴儿的健康产生重大影响。”