Nature Genetics:人类子宫内膜单细胞参考图谱

【字体: 时间:2024年08月30日 来源:AAAS

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  子宫内膜,即子宫内膜,已经在月经周期的多个阶段被绘制出来,开始揭示新的细胞和过程,以及它们在子宫内膜异位症等疾病中的潜在作用。

  

人类子宫内膜的最全面的地图已经绘制出来,揭示了不同类型的细胞,并详细描述了这些细胞在月经周期中经历的动态变化。

该图谱涵盖了有史以来最广泛的月经周期阶段,揭示了子宫内膜功能的新见解,为妇女健康研究提供了信息。它由牛津大学纳菲尔德妇女和生殖健康部门的研究人员及其合作者建造,可以帮助研究、理解,并可能在未来治疗子宫内膜异位症等疾病。

这项研究发表在今天(8月28日)的《自然遗传学》杂志上,是更广泛的人类细胞图谱项目的一部分,该项目正在绘制人体所有细胞类型的地图,以改变对健康和疾病的理解。通过将已知会增加子宫内膜异位症风险的基因变异联系起来,研究人员发现了两种类型的免疫细胞和两种类型的基质细胞可能与这种疾病有关,这为未来的研究指明了新的途径。

人类子宫内膜细胞图谱现在以一种易于访问的交互式格式公开提供,有望成为研究子宫内膜的研究人员的宝贵中心资源,并用于告知和开发更有效的实验室模型2。

有了子宫内膜的深入图谱,研究人员可以深入了解身体其他部位没有发现的独特细胞和相互作用,并更好地了解月经周期中的组织变化,包括子宫内膜无疤痕再生的能力。

子宫内膜对人类生殖至关重要,如果植入受精卵,子宫内膜会支持怀孕。如果没有植入,它每个月都会脱落和重建,不会留下疤痕。这种不断变化的组织在整个月经周期中经历了复杂而动态的变化,使其非常难以研究。

子宫内膜疾病影响着全世界数百万人。子宫内膜异位症是一种慢性疾病,子宫内膜样细胞在子宫外生长,是英国第二大常见妇科疾病。除其他症状外,它还会导致使人衰弱的疼痛和生育问题。目前还没有治愈方法,造成这种情况的原因也不清楚。

先前对人类子宫内膜和子宫的研究已经能够建立一个有限的图像,但从来没有一个能够捕捉到子宫内膜在月经周期中经历的所有阶段。

这项新的子宫内膜细胞图谱由牛津大学威康桑格研究所和纳菲尔德妇女与生殖健康系的研究人员领导,产生了74个子宫内膜样本的新数据。他们将这些数据与来自47个人的现有单细胞数据进行了协调。该图谱总共包含了来自121人的62.6万个细胞的数据,包括有子宫内膜异位症和没有子宫内膜异位症的人,包括自然月经周期和服用激素避孕药的人。

他们发现了多种新的细胞类型,这些细胞只存在于月经周期的某些阶段,取决于激素水平。细胞对激素水平的反应对月经周期的进展和生育能力至关重要,这些细胞可能为与激素破坏有关的疾病(如生育状况)提供有希望的治疗靶点。

研究小组发现了免疫细胞巨噬细胞(一种被称为基质细胞的结缔组织细胞)和血管细胞之间在子宫内膜无疤痕再生过程中的相互作用。了解这些途径在常见的月经状况下是如何被破坏的,比如子宫内膜继续脱落的异常出血,可能有助于找到新的干预措施。

虽然子宫内膜异位症患者和非子宫内膜异位症患者的细胞类型数量没有显著差异,但子宫内膜异位症患者某些细胞的比例和基因表达有微小差异。这些发现与之前的工作一致,但图谱提供了一个更详细的观点,即可能在子宫内膜异位症中失调的特定细胞类型。

为了研究先前与子宫内膜异位症有关的基因变异的影响,研究人员将他们对子宫内膜的深入细胞图谱与一项大型全基因组关联研究结合起来。

研究小组强调了四种细胞类型最有可能因这些基因变化而失调。他们还发现,在子宫内膜异位症患者中,一些基质细胞和结构细胞之间的特定信号通路失调。众所周知,这些信号通路是月经周期进展所必需的。

该研究强调,这些细胞类型和信号通路可能与子宫内膜异位症有关,并可能支持未来研究遗传变化与这种疾病的关系。

来自牛津大学纳菲尔德妇女和生殖健康部门和威康桑格研究所的共同第一作者Magda Marečková博士说:“如果我们想要充分了解子宫内膜在健康中的功能以及子宫内膜异位症等情况下的问题,那么拥有这种深入和大规模的子宫内膜基因组资源是无价的。”

开发一种非侵入性的诊断测试和有效的治疗方法已经成为世界各地的临床医生、研究人员和子宫内膜异位症患者的首要任务。虽然需要进一步的研究和验证,但我们的研究表明,某些细胞和途径在子宫内膜异位症中失调,如果在其他研究中得到复制,它们可能成为未来潜在的诊断和治疗目标。”

来自威康桑格研究所的第一作者之一Luz Garcia-Alonso博士说:“创建一个完整的人类子宫内膜细胞图谱将所有数据转化为全球研究人员可以使用的‘一种语言’。”我们希望该图谱是构建未来子宫内膜图谱的关键基石,该图谱包括整个生命周期和所有健康状况的信息。进一步的研究收集更多的健康信息,比如个体是否有规律的月经或以前怀孕过,以及基因组数据,可以帮助建立图谱,并进一步研究可能在子宫健康和子宫内膜疾病发展中发挥作用的因素。”

“在对人体不同部位的大规模细胞研究中,人类子宫内膜在很大程度上被忽视了。拥有一个免费提供的大型单细胞人类子宫内膜图谱,并将继续扩大,将使重要的新研究能够理解和治疗女性和天生有子宫的疾病,如子宫内膜异位症。”

来自Wellcome Sanger研究所的资深作者Roser Vento-Tormo博士说:“人类子宫是一个动态的,人们对它知之甚少的身体部位,它包含了可以用来治疗一系列疾病的关键信息。

了解激素对子宫内膜的影响,并能够绘制出整个月经周期的所有变化,这在以前是不可能的,如果没有那些慷慨捐赠子宫内膜组织用于研究的人,这是不可能实现的。我们已经能够揭示独特的相互作用和细胞,可以为研究模型提供信息,调查疾病的可能原因,并创建一个可以在世界范围内自由使用的资源,以帮助开发新的治疗方法,帮助那些患有子宫内膜疾病的人。”

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