我们熟悉的女性月经周期其实就是每月一次的子宫内膜(endometrium)的脱落、再生和重塑的过程。这一现象几乎只在人类中出现,和生命孕育息息相关。通常一个月经周期可以分为三个阶段:月经期,增生期(排卵前)和分泌期(排卵后)。

  在分泌期,子宫内膜进入狭窄的接受状态窗口,此时是胚胎最佳“着床窗口”(WOI),即内膜组织在这个状态里最容易接受胚胎的着床,使怀孕能够成功进行。

人子宫内膜月经周期动态变化的细胞图谱——最新研究

  在IVF辅助生殖治疗中,精准地诊断出这个窗口对受孕成功有着关键的影响。然而目前对于如何精确判断子宫内膜处于“着床窗口”仍缺乏有效手段,主要在于我们目前对子宫内膜变化的机制理解仍非常有限。

  2020年9月14日,美国斯坦福大学的研究人员在国际顶尖医学期刊Nature Medcine发表了题为:Single-cell transcriptomic atlas of the human endometrium during the menstrual cycle 的论文。这是第一个成功应用单细胞测序技术系统表征女性子宫内膜随月经周期变化的研究。

  研究团队招募了健康且无妇科疾病的29名女性,收集了她们子宫内膜的活检组织,这些组织跨越整个月经周期。

  论文研究了七种子宫内膜细胞类型,在子宫内膜转变的四个主要阶段(月经及增生早期、增生后期、分泌早期、分泌中后期)中展示了每种细胞类型和主要变化特征。发现子宫内膜上皮细胞不连续的转录激活,伴有内膜间质成纤维细胞广泛的蜕膜化特征可精准的确定“着床窗口”。

人子宫内膜月经周期动态变化的细胞图谱——最新研究

  另外,我们知道妊娠期间内膜免疫细胞发挥巨大的作用,免疫细胞可直接参与血管生成以及促进滋养层细胞侵袭等诸多功能。然而免疫细胞在月经周期中,尤其是植入窗口期,发挥什么样的功能呢?

  这篇研究的结果提示子宫内膜免疫细胞的数量在种植窗期显著上升,且能够直接与内膜基质成纤维细胞相互作用,共同在植入窗口期的蜕膜化过程中发挥一定的作用。进一步说明了内膜免疫细胞在子宫内膜功能、妊娠以及子宫内膜组织脱落和再生中起关键作用。

  这篇报道运用单细胞转录组分析,在分子和定量水平更精确地确定胚胎“着床窗口”以及子宫内膜各种细胞的变化特征。

  在临床上,子宫内膜在女性的生育能力、妊娠以及女性常见疾病(包括子宫内膜异位,子宫腺肌病,异常子宫出血和子宫内膜癌)中起主要作用。

  子宫内膜单细胞水平的分子和基因组分析将加速阐明这些疾病的发病机理,并开发出新颖的诊断方法和治疗方法,为女性生殖健康开辟了新的前景。

  论文链接:

  Wang, W., Vilella, F., Alama, P. et al. Single-cell transcriptomic atlas of the human endometrium during the menstrual cycle. Nat Med(2020).

  https://doi.org/10.1038/s41591-020-1040-z