首张单细胞分辨率的人类卵巢细胞图谱发布

　　

卵巢的生殖和内分泌功能涉及到多个细胞群体的发育、分化和相互作用。尽管卵巢对生育和内分泌健康至关重要，但卵巢细胞的功能特性在很大程度上仍是未知的。

近日，密歇根大学安娜堡分校的研究人员利用空间转录组学和单细胞测序方法，构建出第一张人类卵巢的细胞图谱。这项研究成果于4月5日发表在《Science Advances》杂志上，有助于开发治疗方法来恢复卵巢的激素分泌。

同时，对卵巢的深入了解也意味着研究人员有可能利用储存和冷冻的组织，在实验室中制造出人造卵巢。目前，医生可将之前冷冻的卵巢组织植入体内，暂时恢复激素和卵子的产生。然而，这种方法并不能长期奏效，因为植入后存活下来的卵泡非常少。

这张新图谱揭示了让卵泡成熟的因素，因为大多数卵泡在不释放激素或卵子的情况下就会萎缩。研究人员利用新工具来鉴定单细胞水平上的基因表达情况，从而锁定了携带卵母细胞的卵泡。

共同通讯作者、密歇根大学生物医学工程系副教授Ariella Shikanov表示：“既然我们已经知道哪些基因在卵母细胞中表达，我们就可以测试改变这些基因是否能够产生功能性卵泡。这有望协助人们制造出人工卵巢，最终移植回人体。”

大多数卵泡被称为原始卵泡，处于休眠状态，位于卵巢的外层（即皮质）。这些卵泡中的一小部分会定期激活，并迁移到卵巢内一个被称为生长池的区域。只有少数正在生长的卵泡会继续产生成熟的卵子，并释放到输卵管中。

研究人员认为，有了引导卵泡发育和调整卵巢环境的能力，工程化卵巢组织有望在更长时间内发挥功能。这意味着患者的生育期更长，身体也能够在更长的时间内分泌激素，帮助调节月经周期，并支持肌肉、骨骼和心血管健康。

在这项研究中，研究人员利用NanoString的GeoMx平台，对两名供者的257个区域样本开展空间转录组学分析，以研究卵巢的功能单位。他们还收集了另外三名供者的21,198个细胞的单细胞RNA测序数据，并鉴定出四种主要细胞类型和四种免疫细胞亚型。

对采样区域的自定义ROI选择揭示了卵母细胞、卵泡膜细胞和颗粒细胞的不同基因活性。这些数据也催生了卵母细胞、卵泡膜细胞和颗粒细胞的特异性panel，有助于了解驱动卵泡发育的分子程序。

“这是我们第一次以卵泡和卵母细胞为目标开展转录分析，这使得我们能够看到哪些基因处于活跃状态，”Shikanov说。

“大多数卵泡在出生时就已经存在，但从未进入生长池，最终自我毁灭。这些数据让我们开始了解是什么造就了一个好卵子——是什么决定了哪个卵泡能够生长、排卵、受精并形成婴儿。”

密歇根大学的工作属于人类细胞图谱（Human Cell Atlas）计划中的一部分，该计划旨在绘制“所有不同细胞及其分子特征和位置的图谱，以便了解人体是如何工作的，以及疾病中哪个部分会出错”。