时空与单细胞图谱解析发育卵巢区域特异性细胞类型的分子特征

本研究通过整合空间转录组学和单细胞RNA测序技术，构建了从小鼠胎儿期到成年期的卵巢发育时空图谱。研究人员系统解析了雌性生殖细胞(FGCs)的命运转换轨迹，揭示了原始卵泡组装的关键基因；首次鉴定了颗粒细胞(GCs)亚型的区域异质性，阐明了健康与闭锁卵泡的分子差异；特别发现Onecut2阳性黄体细胞(OLC)的空间特异性分布，并通过谱系追踪证实其来源于Foxl2阳性颗粒细胞和Cyp17a1阳性膜细胞。该研究为理解卵巢发育机制和生殖相关疾病治疗提供了重要理论依据。

　　

卵巢作为女性生殖系统的核心器官，其发育过程涉及复杂的细胞分化与空间组织模式。然而，传统研究方法难以同时捕捉细胞分子特征与空间信息，导致对卵巢区域特异性细胞类型的认知存在显著空白。特别是黄体细胞异质性、卵泡发育调控机制等问题尚未阐明，制约了生殖障碍相关疾病的诊疗发展。

广东第二人民医院Sun Qing-Yuan团队在《Communications Biology》发表研究，通过整合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和10x Visium空间转录组技术，构建了小鼠E11.5至PD90的全发育周期卵巢图谱。研究团队收集了12个时间点的卵巢样本，采用Cell Ranger和Seurat进行数据分析，结合Monocle拟时序分析和SPOTlight空间解卷积算法，并利用Foxl2-Cre和Cyp17a1-Cre谱系追踪小鼠模型验证发现。

Single-cell and spatiotemporal atlas of the developing mouse ovary
分析50,655个高质量单细胞，鉴定出11种细胞类型，包括雌性生殖细胞(FGCs)、双潜能前颗粒细胞(BPG)等。空间转录组显示颗粒细胞标记基因Foxl2在髓质区高表达，而Lgr5在皮质区富集，揭示了卵泡形成的区域特异性模式。

Characteristics of the female germ cell fate transition
拟时序分析发现生殖细胞发育存在两个分支：表达Xdh和Uchl1的卵泡卵母细胞(状态1)与高表达Pbx3的减数分裂卵母细胞(状态2)。免疫荧光证实Xdh阳性细胞更可能发育为卵泡卵母细胞，SCENIC分析揭示Sall4、Pbx3等转录因子的动态调控网络。

Meiosis initiation and ovary morphogenesis
空间分析显示E13.5卵巢前区的减数分裂FGCs高表达Slc25a31，而后区的有丝分裂FGCs富集Arid1a。GO分析表明髓质区差异基因显著富集"减数分裂细胞周期"通路，证实减数分裂的波浪式激活模式。

Spatial diversification of follicles
鉴定出Kctd14^high GC、Top2a^high GC等4种颗粒细胞亚型。空间映射显示Inhbb^high GC位于健康卵泡，而Grb14^high GC富集于闭锁卵泡。差异表达分析发现健康卵泡高表达Fshr，闭锁卵泡上调Ctgf，提示这些基因可作为卵泡状态标记物。

Spatial characteristics of the luteal cell subtypes
发现Bhmt阳性黄体细胞(BLC)和Onecut2阳性黄体细胞(OLC)的空间分布差异：BLC分布于整个卵巢而OLC特异定位于黄体。CellChat分析显示OLC通过CD137信号通路与间质细胞相互作用，SCENIC揭示Etv3和Maf分别调控BLC和OLC的特异性。

Molecular differences in developmental trajectories
谱系追踪证实OLC同时来源于Foxl2阳性颗粒细胞和Cyp17a1阳性膜细胞。伪空间时序分析揭示Rab27a在黄体发育后期显著上调，而Slc38a5在闭锁卵泡中特异性表达。

该研究首次绘制了卵巢发育的全周期时空图谱，揭示了区域特异性细胞分化的分子机制。特别是发现OLC这一新型黄体细胞亚群，为理解黄体功能异常导致的不孕症提供了新视角。建立的卵泡状态分子标记体系，为生殖力保存技术开发奠定了理论基础。研究方法创新性地融合了单细胞多组学与空间信息，为其他器官发育研究提供了范式。未来可进一步探究Onecut2在黄体功能调控中的具体机制，以及发现的分子标记在临床诊断中的应用价值。