重塑病灶定位于人早孕期蜕膜中绒毛外滋养层细胞强侵袭位点并与中性粒细胞存在相关

Remodeling lesions locate at sites of strong extravillous trophoblast invasion and are associated with neutrophil presence in the human first-trimester decidua

作者信息G Moser, D Kummer, M Gruber, T Hartmann, D Forstner, J Guettler, M Siwetz, M Sundl, C Daxboeck, S Kienesberger, J Kargl, A Deutsch, J Fessler, B Huppertz, J Feichtinger, M Gauster
PMID42248577
发布时间2026-07-01
DOI10.1093/humrep/deag078

实验完整度

高

该研究结合空间转录组学、单细胞数据整合、免疫组化/免疫荧光、定量图像分析和组织学评估等多层级验证,涵盖体外组织分析和体内样本,明确功能验证和机制探讨。

主要模型

人早孕期蜕膜组织样本(孕周7-9周) 匹配的底蜕膜和壁蜕膜 空间转录组学切片 档案蜕膜标本

重点核对

蜕膜组织来自孕周7-9周(中位51天)的选择性终止妊娠样本,n=23 区域分类基于HLA-G免疫组化,分为壁蜕膜致密层、海绵层,底蜕膜弱/强侵袭区及重塑病灶 免疫细胞定量:CD56+ dNK细胞、CD66b+中性粒细胞、CD3+CD8−/CD8+ T细胞、CD14+CD163−/CD163+巨噬细胞,n=23 用于距离测量的样本n=5,基于IF三重染色和CD56 IHC 空间转录组学样本:来自两名供体的底蜕膜和壁蜕膜各2个组织块,共4个捕获区域

摘要

研究问题:绒毛外滋养层细胞(EVT)的侵袭程度是否影响早孕期蜕膜的组织结构和免疫细胞分布? 概括性回答:在底蜕膜中EVT强侵袭位点已鉴定出具有显著形态学变化的区域——定义为“重塑病灶”——并与免疫细胞景观的显著重塑相关。 已知信息:在早期人类胎盘发育过程中,EVT侵入蜕膜以促进胎盘附着和胎儿营养供应。EVT驱动的蜕膜组织重塑和血管适应对于建立功能性的母胎界面至关重要,而蜕膜微环境被认为对此有重要贡献。然而,EVT侵袭程度对蜕膜结构和免疫细胞分布的精确影响仍知之甚少,这凸显了阐明EVT丰度变化如何塑造蜕膜微环境的形态和细胞景观的必要性。 研究设计、规模、持续时间:分析了来自2011年至2023年间接受选择性终止妊娠的女性的早孕期蜕膜组织(n=23,孕周7-9周)。此外,研究还包括来自三个不同来源的档案标本(n=11)的苏木精-伊红染色切片。 参与者/材料、环境、方法:对来自同一供体的匹配的底蜕膜和包蜕膜样本进行了综合分析,结合了空间转录组学、组织形态学表征和定量图像分析。蜕膜切片(i)根据侵袭程度进行分类,(ii)进行空间转录组学分析,包括与已发表的单细胞RNA测序数据集的整合,以及(iii)通过免疫染色和半自动图像分析在蛋白质水平上定量评估选定的免疫细胞群体。该研究还补充了(iv)基于观察者的组织学评估和(v)连续蜕膜切片的全面染色系列。 主要结果和偶然性的作用:分析揭示了蜕膜的特征性组织重塑以及与EVT侵袭程度相关的免疫细胞丰度的独特空间模式。在强侵袭的蜕膜区域,我们鉴定了具有显著形态学变化的区域——定义为“重塑病灶”。这些重塑病灶通常表现出组织完整性受损、血管侵蚀、血管外红细胞、纤维蛋白沉积和独特的基因表达谱,反映凝血、纤溶和组织重塑。虽然我们观察到局部免疫细胞群体——特别是T细胞、巨噬细胞和蜕膜自然杀伤细胞——随着EVT密度的增加而减少,但中性粒细胞几乎仅位于重塑病灶内或附近,表明免疫景观发生了显著重塑。 大规模数据:空间转录组学数据可在Gene Expression Omnibus数据库中获得,登录号为GSE301306。 局限性、注意事项:使用来自选择性终止妊娠的早孕期胎盘组织的研究固有地受到手术破坏组织完整(整体)解剖结构以及未知妊娠结局的限制。空间转录组学仅在有限数量的组织切片上进行,组织学切片仅代表一个快照,这突出了此类基于组织分析的局限性。 研究结果的更广泛意义:虽然血液渗漏到基质组织隔室通常被记录为病理状况——如大动脉粥样硬化斑块和肿瘤——但我们在生理条件下报告了早期侵袭蜕膜的这种情况。我们提出,强EVT侵袭诱导底蜕膜中的重塑病灶,并塑造周围的免疫细胞景观。我们进一步建议,这些重塑病灶的发生有助于建立稳定但灵活的基板,因此对于母亲和胎盘/胎儿之间的可靠连接是必要的。可以推测,不充分的蜕膜组织重塑和血管适应可能导致妊娠病理和并发症,如胎盘早剥。 研究资助/利益冲突:G.M.得到了奥地利科学基金(FWF):PAT9611123的支持。M.G.得到了奥地利科学基金(FWF):10.55776/P35118和10.55776/I6907的支持。本项目已从欧盟的Horizon Europe研究和创新计划下获得Marie Skłodowska-Curie资助协议No 101169308的资助(资助支持M.G.)。M.G.、G.M.和J.F.通过MolMed博士项目获得了格拉茨医科大学的支持。J.F.和G.M.得到了COMET中心acib:下一代生物生产(项目#98.311和#95.802)的支持,该中心由BMIMI、BMWET、SFG、Standortagentur Tirol、下奥地利州政府和维也纳商业署在COMET——卓越技术能力中心框架内资助。COMET资助计划由奥地利研究促进署FFG管理。作者声明与本工作没有利益冲突。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
EVT侵袭程度是否影响早孕期蜕膜的组织结构和免疫细胞分布?
核心机制
强EVT侵袭导致蜕膜血管侵蚀和母血渗漏,形成重塑病灶,伴随凝血、纤溶和组织重塑基因表达,并重塑局部免疫微环境:T细胞、巨噬细胞和dNK细胞减少,而中性粒细胞富集于病灶内。
主要证据
基于23例匹配蜕膜样本的定量免疫组化/免疫荧光分析显示免疫细胞丰度随侵袭程度变化;空间转录组学显示重塑病灶有独特基因表达谱;组织学染色系列显示血管侵蚀、红细胞外渗和纤维蛋白沉积。
研究意义
提出重塑病灶是正常早孕期底蜕膜的特征,有助于形成稳定而灵活的基板并建立母胎连接;推测不充分的组织重塑可能导致胎盘早剥等妊娠并发症。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

蜕膜组织收集与区域定义

建立匹配的底蜕膜和壁蜕膜样本队列,并根据EVT侵袭程度定义组织区域。

收集早孕期蜕膜组织(n=38),经HLA-G免疫组化筛选后,最终23例用于分析,按区域分类为:壁蜕膜致密层和海绵层,底蜕膜弱/强侵袭及重塑病灶。

2

空间转录组学分析

揭示蜕膜组织结构、EVT侵袭区域及分子特征,验证组织学区域定义。

对来自两名供体的底蜕膜和壁蜕膜组织进行Visium空间转录组学,结合单细胞RNA-seq数据反卷积,并进行差异表达分析(重塑病灶 vs 强侵袭)。

3

免疫细胞定量分析

定量评估各蜕膜区域中主要免疫细胞群体的丰度和空间分布。

对23例样本进行IHC或IF染色(CD56、CD66b、CD3/CD8、CD14/CD163等),使用Visiopharm软件进行半自动图像分析和细胞计数。

4

距离测量与空间关系分析

分析T细胞、巨噬细胞和dNK细胞相对于重塑病灶的空间分布。

对5例样本进行IF三重染色(CD66b、CD3、CD14)和CD56 IHC,测量免疫细胞到最近重塑病灶的距离,并使用QuPath软件分析。

5

组织学特征的系统评估

评估各蜕膜区域的组织学特征(碎片、纤维蛋白、细胞外红细胞、中性粒细胞等)。

对23例样本的H&E染色切片进行半定量评分(0-3级),并计数血管外红细胞。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Microm HM355切片机Thermo Fisher--
Superfrost Plus载玻片Thermo Fisher--
UltraVision LP检测系统HRP聚合物试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Mayer苏木素Thermo Fisher--
Kaiser甘油明胶Merck--
兔和小鼠免疫球蛋白阴性对照Dako, Agilent--
DAPIThermo Fisher--
ProLong Gold抗淬灭剂Invitrogen, Thermo Fisher--
Ultravision蛋白封闭液Thermo Fisher--
Evident Olympus VS200切片扫描仪Evident--
FV4000共聚焦激光扫描显微镜Evident--
Visiopharm VIS图像分析软件Visiopharm--
QuPath软件----
Visium组织优化载玻片10x Genomics--
Visium空间基因表达载玻片10x Genomics--
Aperio Scan Scope AT2系统Leica Biosystems--
高灵敏度DNA生物分析仪试剂盒Agilent5067-4626
双索引板TT套装A10x Genomics1000215
SPRIselect试剂Beckman CoulterB23318
QuantiFluor ONE dsDNA染料PromegaE489A
QuantiFluor ONE Lambda DNAPromegaE490B
Quantus荧光计Promega--
Illumina NovaSeq SP流动槽Illumina--
Cryostar NX50低温恒温器Thermo Fisher--
吐温20Merck--
HistoLab-ClearSanova--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
组织收集与区域定义
蜕膜组织来源(选择性终止妊娠)、孕周(7-9周)、样本量(n=23)、区域分类标准(HLA-G染色)
阅读提示:Methods: Tissue collection, Definition of areas based on degree of invasion, Table 1
空间转录组学
Visium平台、组织块大小、冷冻切片厚度、透化时间(6分钟)、cDNA扩增循环数(13-14)、测序平台(NovaSeq SP)、数据分析参数(过滤阈值、Harmony整合、cluster resolution 0.4)
阅读提示:Methods: Spatial transcriptomics, Spatial transcriptomics data analysis
免疫细胞定量分析
抗体克隆和稀释度(见Supplementary Table S2)、图像分析阈值(IHC阳性阈值>238,IF各通道阈值)、细胞核大小排除标准
阅读提示:Methods: Immunohistochemistry and immunofluorescence, Image analysis and quantification
距离测量
样本数(n=5)、测量区域(重塑病灶周围600μm)、细胞分类阈值(如CD3+中位Cy3强度>4000且最大>8000)
阅读提示:Methods: Image analysis and quantification(distance measurements)
组织学评分
评分标准(0-3级,各百分比区间)、红细胞计数归一化(每1000μm2)
阅读提示:Methods: Systematic evaluation of histological sections