轉(zhuǎn)自：生物谷
在生命孕育的奇妙旅程中，胎盤扮演著至關(guān)重要的角色，它不僅是胎兒獲取營養(yǎng)、排出廢物的關(guān)鍵通道，還在維持妊娠穩(wěn)定、調(diào)節(jié)母胎免疫等方面發(fā)揮著不可或缺的作用。然而，由于研究胎盤面臨諸多實(shí)際、法律和倫理限制，這個(gè)神秘的器官至今仍是人類了解最少的器官之一。
近日，發(fā)表于iScience的一項(xiàng)研究Development of apical out trophoblast stem cell derived organoids to model early human pregnancy為我們帶來了新突破，有望為胎盤相關(guān)研究開辟新方向。
胎盤由滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育而來，滋養(yǎng)層細(xì)胞的正常增殖與分化是成功妊娠的基礎(chǔ)。在妊娠過程中，滋養(yǎng)層細(xì)胞會(huì)分化為細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞（CTB）、絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞（EVT）和合體滋養(yǎng)層細(xì)胞（STB）等多種細(xì)胞類型。一旦滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育和功能出現(xiàn)異常，就可能引發(fā)流產(chǎn)、子癇前期和胎兒宮內(nèi)生長受限等多種妊娠并發(fā)癥。
此前，由于缺乏合適的功能性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，人們?duì)人類胎盤的認(rèn)知進(jìn)展緩慢。盡管滋養(yǎng)層類器官的出現(xiàn)為研究胎盤生理和疾病提供了一定幫助，但現(xiàn)有模型存在諸多缺陷，其中最突出的問題是STB在類器官內(nèi)部的位置不符合生理狀態(tài)，無法準(zhǔn)確模擬體內(nèi)胎盤絨毛形態(tài)，也難以研究STB與子宮內(nèi)膜或絨毛間隙內(nèi)容物的相互作用。
為解決這些問題，研究團(tuán)隊(duì)致力于開發(fā)一種更接近體內(nèi)胎盤結(jié)構(gòu)的類器官模型。他們成功建立了一種由人滋養(yǎng)層干細(xì)胞（hTSC）來源的頂端向外的類器官模型，該模型表面由STB構(gòu)成，內(nèi)部為CTB，更貼近體內(nèi)胎盤的真實(shí)結(jié)構(gòu)。
圖 1. 從hTSC細(xì)胞建立頂端向外的滋養(yǎng)層類器官培養(yǎng)
研究結(jié)果顯示，這種新型類器官模型具有多項(xiàng)重要特性。在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面，經(jīng)過10天培養(yǎng)，類器官圍繞微珠生長，呈現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)，外層是多核的STB，內(nèi)層是單核細(xì)胞，類似體內(nèi)胎盤絨毛組織。通過掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，其表面有密集的微絨毛，與體內(nèi)正常絨毛STB結(jié)構(gòu)一致，內(nèi)部單核細(xì)胞的細(xì)胞核形態(tài)不規(guī)則，且通過多種細(xì)胞連接維持聯(lián)系。
圖 2. 滋養(yǎng)層類器官中CTB和STB的超微結(jié)構(gòu)
從功能角度看，該類器官能夠分泌人絨毛膜促性腺激素（hCG）、孕酮（P4）和胎盤生長因子（PGF）等重要激素。其中，hCG和P4的分泌量隨時(shí)間逐漸增加，PGF的分泌在培養(yǎng)第5天達(dá)到峰值，之后顯著下降。這一激素分泌模式與正常妊娠情況有相似之處，但PGF分泌的具體調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
值得一提的是，該類器官模型還能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生具有遷移和侵襲能力的EVT樣細(xì)胞。當(dāng)將類器官轉(zhuǎn)移到基質(zhì)膠中，并使用特定的培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞會(huì)遷移到基質(zhì)膠中，形成紡錘狀結(jié)構(gòu)，表達(dá)EVT相關(guān)標(biāo)記物，如HLA-G和ITGA2等。這表明該模型可以較好地模擬體內(nèi)滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化和侵襲過程。
圖 3. 從滋養(yǎng)層類器官生成具有遷移和侵襲能力的HLA-G? EVT樣細(xì)胞
這項(xiàng)研究建立的新型頂端向外的滋養(yǎng)層類器官模型，在結(jié)構(gòu)和功能上更接近體內(nèi)胎盤，為研究正常和異常胎盤發(fā)育、藥物及環(huán)境因素對(duì)胎盤的影響以及母胎相互作用提供了有力的工具。相信隨著研究的不斷深入，這一模型將幫助我們揭開更多胎盤的奧秘，為保障母嬰健康帶來新的希望。
參考文獻(xiàn)：
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
（轉(zhuǎn)自：生物谷）
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