早期妊娠丢失(Early pregnancy loss, EPL)，包括偶发性妊娠丢失或复发性妊娠丢失，是指妊娠前13周的流产，约占临床诊断妊娠的10-15%。为了更好地了解EPL的发病机制，佛山市妇幼保健院郭晓玲团队和美国纽约州发育缺陷基础研究所钟南团队用单细胞RNA测序方法研究了不同形式EPL（散发性和复发性）的绒毛膜绒毛细胞和蜕膜细胞的发育情况，并与正常妊娠早期组织进行比较，为临床诊断EPL的生物标志物提供理论基础。华银康为该研究提供专业的单细胞转录组测序分析服务。

 

 

文章题目：Characterization of placental and decidual cell development in early pregnancy loss by single-cell RNA sequencing

发表期刊：Cell and Bioscience (2022, IF=9.584)

DOI：10.1186/s13578-022-00904-5

 

研究方法和思路

研究方法：单细胞转录组测序分析

研究分组：（孕周为6-7周）

A组：散发性流产（就诊时，胎儿已无心跳），即A_SM组；

B组：散发性流产（就诊时，胎儿有心跳）,即B_SM组；

C组：两次或两次以上妊娠的复发性流产，即C_RM组；

D组：正常妊娠择期终止妊娠的对照组，即ET组。

每组均为5个样本

 

研究结果和结论

#01 EPL和ET胎盘组织中细胞亚群的差异表达

作者对胎盘绒毛膜细胞和蜕膜细胞进行单细胞转录组测序，共得到217,649个细胞，其中A组40,705个，B组51,506个，C组43,755个，D组75,683个。分别标记四组与表型相关的高表达基因，通过标记基因对胎盘（包括细胞滋养细胞（CTB）、合胞滋养细胞（STB）和胞外滋养细胞（EVT））和蜕膜细胞群（DCs）进行分群，分析其单细胞基因表达谱。四组妊娠样本中，细胞亚群分布彼此不同，如，CTB1、PV1（血管周围细胞）、PV2、dS1（基质细胞）和DC2仅在D组中发现；VCT2（绒毛细胞滋养层细胞）在A组及C组中发现，但在B组中未发现；浆细胞群仅在A组中发现，在B、C、D中均未发现。这表明滋养细胞和蜕膜细胞的分化和发育的均存在差异。

图1 不同分组基因表达差异

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#02 EPL中最丰富的三种细胞亚群

EPL中最丰富的三个细胞亚群是VCT1、dM1（蜕膜巨噬细胞）和HB细胞（胎盘巨噬细胞），而ET中最丰富的是EVT3、VCT1和Epi1（上皮腺1细胞）。

图2 4组细胞的细胞亚群注释

对EPL和ET中滋养细胞的单细胞转录组表达进行分析，在VCT细胞群中表达最多的10个标记基因中，有7个基因存在于所有EPL和ET中；PHLDA2和NGFRAP1只存在于EPL中。HBB、MORC4和ADIRF分别在A、B和C组中特异性表达。在D组中也发现了MORC4，以及GCHFR和PNP。这些独特或特异性表达的标记基因可能会是进一步研究EPL的生物标志物，并将应用于临床预测。

图3 滋养细胞表达前十基因山脊图

 

#03 其他细胞亚群

其他细胞类型的分析结果发现，巨噬细胞（dM1或绒毛HB1）作为EPL的主要细胞亚群，表明免疫反应是EPL致病过程的一个重要因素，如，在A组和B组中发现NK-CD16+细胞亚群，在C组中发现NK2（dNK2）细胞亚群，在D组中未发现NK细胞亚群。所有EPL组在其NK细胞亚群中均表达NKG7、CCL5、GNLY和GZMB基因。然而，GZMA基因仅存在于A组和B组中，而不在C组中，这可以作为区分SM和RM的标记。

图4 NK细胞表达量前十位基因气泡图

 

#04 细胞发育和通路活性

通过GSVA分析探究EPL和ET细胞亚群的通路富集情况，发现EPL组和ET组的生物过程、细胞组分和分子功能相关的信号通路均有所增加，如VCT细胞中与代谢相关的高调控通路为A组的萜类主干生物合成、B组的乙*醛酸盐和二羧酸盐代谢、C组的缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸生物合成和D组的原发性免疫缺陷等。

图5 4组富集程度最高的20条通路

应用Scanpy测定细胞间相互作用，可以比较EPL和ET各组细胞间相互作用，例如，在A组中，VCT与MO1、NK CD16+、VCT2、STB、FB2和EVT3相互作用；在C组中，它可能与HB相互作用。

图6 细胞亚群间的相互作用

 

总 结

本研究获得了不同情形的EPL和正常对照组织独特的基因表达特征，确定了每种形式的胎盘和蜕膜细胞亚群的组成。而EPL和正常妊娠的绒毛膜绒毛和蜕膜细胞群的差异基因表达和独特标记基因可能有助于EPL生物标志物的鉴定。


 

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