北理工副教授與其合作者的研究成果發(fā)表
發(fā)布日期：2024-01-25 供稿：生命學(xué)院 攝影：生命學(xué)院
編輯：肖雯 審核：周連景 閱讀次數(shù)：
近日,，北理工生命學(xué)院董磊教授團(tuán)隊(duì)肖振宇副教授與中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所王紅梅研究員、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所陸發(fā)隆研究員以及北京大學(xué)第三醫(yī)院李蓉教授合作論文“Single-nucleus multi-omic profiling of human placental syncytiotrophoblasts identifies cellular trajectories during pregnancy”在《Nature Genetics》期刊發(fā)表,。
胎盤是妊娠期間胎兒生存和發(fā)育必需的多功能器官,，構(gòu)成胎盤的主要細(xì)胞類型是不同種類的滋養(yǎng)層細(xì)胞，其中細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞（cytotrophoblast cells, CTBs）可作為祖細(xì)胞分化為單核的絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞（extravillous trophoblast cells, EVTs）和多核的合體滋養(yǎng)層（syncytiotrophoblast, STB）,。STB執(zhí)行激素合成,、免疫防御和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)榷喾N關(guān)鍵功能，至足月分娩時(shí)STB中的細(xì)胞核數(shù)量增加到580億之多,。盡管STB細(xì)胞核之間存在差異是已知的,，但其異質(zhì)性的調(diào)控機(jī)制遠(yuǎn)未被闡釋清楚。
為解決以上重大科學(xué)難題,，該研究利用單細(xì)胞核RNA和ATAC測(cè)序技術(shù)（snRNA-seq和snATAC-seq）,、人類滋養(yǎng)層干細(xì)胞（human trophoblast stem cells, hTSCs）和基于hTSCs構(gòu)建的滋養(yǎng)層類器官等體系系統(tǒng)揭示了妊娠不同時(shí)期STB細(xì)胞核的動(dòng)態(tài)異質(zhì)性、發(fā)育軌跡,、功能以及譜系特異性的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),，為胎盤功能異常相關(guān)妊娠并發(fā)癥的研究提供了重要理論支撐。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所和中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士后王美蛟,、蘇州大學(xué)附屬獨(dú)墅湖醫(yī)院副研究員劉亞偉,、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所博士研究生孫潤(rùn)、北京大學(xué)第三醫(yī)院博士后劉芬婷為該研究的共同第一作者,。北京理工大學(xué)碩士研究生李佳倩為第二作者,，碩士研究生謝鑫煒為共同作者。
妊娠早期和晚期人類胎盤snRNA-seq和snATAC-seq分析,。A. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖,。B. snRNA-seq細(xì)胞核UMAP圖。C. snATAC-seq細(xì)胞核UMAP圖,。D. 整合snRNA-seq和snATAC-seq數(shù)據(jù)的細(xì)胞核UAMP圖,。
本研究從表達(dá)和表觀遺傳角度描述人類妊娠不同時(shí)期STB細(xì)胞核的異質(zhì)性、分化軌跡及調(diào)控機(jī)制，挖掘出妊娠早期,、晚期調(diào)控各STB譜系的核心轉(zhuǎn)錄因子,，對(duì)人類STB譜系動(dòng)態(tài)發(fā)育調(diào)控機(jī)制的理解及未來(lái)研究人類胎盤發(fā)育和相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制提供了重要的理論與數(shù)據(jù)支撐。
論文的第一單位為中科院動(dòng)物所,，第二單位為北京理工大學(xué),。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)重大項(xiàng)目,、中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域優(yōu)秀青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的資助,。
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