奶牛胎盘发育的空间分辨转录组图谱分析

胎盘在哺乳动物成功繁殖中起关键作用。反刍动物具有半侵入性胎盘，其特征是由母体子宫内膜肉阜和胎儿胎盘子叶形成的高度血管化结构，对足月胎儿发育至关重要。奶牛胎盘至少包含两种滋养层细胞群：单核细胞（UNC）和双核细胞（BNC）。然而，由于难以阐明胎盘自然环境的转录组动态，对滋养层细胞与微环境之间的分子和细胞相互作用，以及调控滋养层细胞分化和功能化的分子机制了解甚少。为填补这一知识空白，我们采用Stereo-seq在妊娠90天和130天的奶牛胎盘中以接近单细胞分辨率绘制空间基因表达模式，获得了高分辨率、空间分辨的基因表达谱。基于聚类和细胞标记基因表达分析，关键转录因子YBX1和NPAS2被证明调控滋养层细胞亚群的异质性。细胞通讯和轨迹分析为理解胎盘微环境中细胞间相互作用及滋养层细胞向BNC分化提供了框架。细胞轨迹差异分析鉴定了一组参与调控滋养层细胞分化的基因。此外，还鉴定了有助于形成特定组织结构的空间模块和共变基因。总之，这些发现为奶牛胎盘发育和功能相关的关键生物学通路提供了基础性见解。