第一个关于人类早孕的人类细胞图谱研究表明，母体免疫系统的功能是如何受到发育中胎盘细胞的影响。来自Wellcome Sanger研究所，纽卡斯尔大学和剑桥大学的研究人员使用基因组学和生物信息学方法在子宫和胎盘的交界处绘制了超过70,000个单细胞。这揭示了细胞如何相互通信以改变免疫反应并使怀孕成为可能。
发表在Nature上，这项工作在子宫和胎盘中呈现出新的和意想不到的细胞状态，并显示每个细胞中哪些基因被打开。从中获得的见解将有助于我们了解导致成功怀孕的原因，以及在流产或先兆子痫期间可能出现的问题。
有时候保持健康的怀孕是困难的，许多妇女患有流产或仍然分娩，而其他妇女则患有先兆子痫等问题。许多这些问题的根源发生在怀孕的最初几周，当胎盘形成时。
胎儿在子宫内形成一个围绕它的胎盘，以提供营养和氧气。这与母亲接触，它植入子宫内膜 - 称为蜕膜 - 为胎盘创造良好的血液供应。研究母亲和胎儿之间的界面可以帮助回答许多重要问题，包括母亲的免疫系统如何被修改，以允许母亲和发育中的胎儿共存。然而，直到现在这个领域还没有得到很好的研究。
为了解这一领域，研究人员研究了妊娠早期妊娠的70,000多个单细胞。他们使用单细胞RNA和DNA测序鉴定了蜕膜和胎盘中的母体和胎儿细胞，并发现这些细胞如何相互作用。他们发现胎儿和母体细胞正在利用信号相互交谈，这种对话使得母体免疫系统能够支持胎儿的生长。
来自Wellcome Sanger研究所的论文的第一作者Roser Vento-Tormo博士说：“有史以来第一次，我们已经能够看到蜕膜和胎盘中每个细胞中哪些基因是活跃的，并且已经发现其中哪一种可以改变母体免疫系统。来自胎盘的胎儿细胞与母体的免疫细胞相通，以确保胎盘正确植入。这使胎儿能够正常生长和发育。
使用基于显微镜的方法，研究人员还能够确定蜕膜不同层中新细胞状态的位置。他们看到了胎盘的生物阻滞 - 称为滋养细胞 - 如何侵入母体的子宫内膜，导致组织改变结构，为发育中的胎儿创造血液供应。
来自纽卡斯尔大学的相应作者Muzlifah Haniffa教授说：“这项研究只有在人类发育生物学资源的基础上才有可能，该研究提供的组织能够帮助人们了解人类发展以帮助改善健康。我们的单细胞研究向我们展示了第一次确定蜕膜和胎盘的细胞成分，以及来自发育中的胎盘和子宫的细胞如何交流。这对于了解正常妊娠中发生的情况以及研究在诸如前期等情况下可能出现的问题具有重大意义。 - 子痫和流产。“
来自剑桥大学的通讯作者Ashley Moffett教授说：“蜕膜的形成对于成功怀孕至关重要，我们的研究揭示了蜕膜内全新的细胞亚型。进一步澄清每种细胞的作用将有助于了解母体免疫反应如何有助于实现成功怀孕。“
了解这一领域也对癌症研究有影响。肿瘤细胞可以使用类似的机制来逃避免疫系统并提取新的血液供应，从而为肿瘤生长提供营养和氧气。
来自Wellcome Sanger研究所和人类细胞图谱组织委员会联合主席的论文的通讯作者Sarah Teichmann博士说：“第一个早期妊娠人体细胞图谱为我们提供了这个重要的初始阶段的参考图谱。它将改变我们对健康发展的理解，并帮助我们了解胎盘和母体细胞如何相互沟通以支持怀孕。这将有助于了解妊娠障碍，还可以帮助了解癌细胞利用的途径。 “