【Cell子刊】北京大学汤富酬、昌晓红联合发文：单细胞技术应用新进展

2024年2月26日，北京大学汤富酬、昌晓红共同通讯在期刊《Cell Reports》上发表题为“Single-cell analysis reveals insights into epithelial abnormalities in ovarian endometriosis”的研究论文，研究提供了卵巢子宫内膜异位症的综合图谱，并强调了调节细胞凋亡和炎症的潜在治疗靶点。

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00044-5#%20

研究背景

 01 

子宫内膜是子宫内壁的粘膜层，在雌激素和孕激素信号传导的驱动下，在月经周期中发生动态变化。组织形态学将月经周期分为月经期、增殖期和分泌期（图1A）。子宫内膜异位症的特征是子宫腔外子宫内膜样组织的存在和生长，根据其位置分为三种类型：卵巢子宫内膜异位症、腹膜子宫内膜异位症和深部浸润性子宫内膜异位症。大约 10% 的育龄妇女受到子宫内膜异位症的影响，症状包括慢性盆腔疼痛、痛经、疼痛和不孕症。目前子宫内膜异位症的临床治疗方法包括激素药物，如口服避孕药和孕激素，以及手术切除。然而，药物疗法的疗效有限，并且会产生不必要的副作用，包括头痛、体重增加和不规则出血。此外，这两种干预措施都与高复发率有关。因此，揭示子宫内膜异位症更深层次的病理生理机制对于开发更有效的治疗方法至关重要。

人类子宫内膜示意图，显示了整个月经周期的形态变化和荷尔蒙变化。

虽然先前的批量和单细胞基因组研究已经对子宫内膜异位症产生了见解，但一些方法学问题仍未解决。样本量小阻碍了按子宫内膜异位症亚型分层的统计分析。在这项研究中，由于高患病率和显著的卵巢损伤，我们只关注卵巢子宫内膜异位症的样本。此外，从健康对照组和同一月经期的患者那里获得具有代表性的正常和同位组织一直具有挑战性。这种困难导致低估了子宫内膜异位症的初始触发因素。最后，很少有研究在比较异位和异位组织时严格解决与相位和个体变异性相关的偏差。这些局限性阻碍了对子宫内膜异位症病理生理学的全面理解。

子宫内膜异位症的单细胞转录组分析

 02 

我们收集了 23 名被诊断患有卵巢子宫内膜异位症的患者和 11 名健康个体的子宫内膜样本（图 1B）。从没有子宫内膜异位症的个体中获得具有代表性的正常子宫内膜样本。为了解释子宫内膜的动态变化，我们收集了增殖期和分泌期的样本，从而能够直接比较同一阶段的正常子宫内膜和正常子宫内膜。使用组织形态学（一种高度精确的诊断方法）准确测定样本的月经期。为了进行比较，从同一患者身上收集了同一位患者的同位子宫内膜和异位病变的匹配样本，以排除个体差异。为了捕捉细胞景观的异质性，使用荧光激活细胞分选方法分离上皮细胞、基质细胞和免疫细胞并将其分选为单个细胞。随后通过高精度单细胞转录组学技术STRT-seq对这些单细胞进行测序，这使我们能够在单个细胞中检测更多数量的基因和独特的转录本。

经过严格的质量控制和过滤，我们总共获得了 7,030 个细胞，中位数为 101,675 个独特的转录本和每个细胞 4,620 个基因。根据已知标记物的表达和富集的生物过程，将细胞分配到 6 种细胞类型：上皮细胞、基质细胞、T 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞和内皮细胞（图 1C、1D）。在三种组织类型中精确识别每种细胞类型，即正常子宫内膜、异位子宫内膜和异位子宫内膜，并包括两个月经周期，包括增殖期和分泌期（图 1E、1F）。总而言之，我们的分析从健康对照组和被诊断患有卵巢子宫内膜异位症的患者中获得了全面且高精度的子宫内膜目录。

研究结果

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在这项研究中，我们利用高精度单细胞 RNA 测序，分析了 34 个个体在增殖期和分泌期的正常、真位和异位子宫内膜。我们观察到异位和异位子宫内膜中纤毛细胞的比例增加，其特征是雌激素磺基转移酶表达减少，这可能赋予细胞凋亡抗性。在转位到异位病变后，子宫内膜上皮上调烟酰胺 N-甲基转移酶表达，通过促进转录因子叉头盒蛋白 O1 的去乙酰化和随后的核排斥来抑制细胞凋亡，从而导致凋亡基因 BIM 的下调。此外，异位病变中的上皮细胞会提高 HLA II 类复合物的表达，从而刺激 CD4+ T 细胞，从而导致慢性炎症。总而言之，我们的研究提供了卵巢子宫内膜异位症的综合图谱，并强调了调节细胞凋亡和炎症的潜在治疗靶点。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00044-5#%20

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。