单细胞转录组分析显示，高龄产妇的蜕膜微环境存在紊乱现象

本研究通过单细胞转录组测序和功能验证，揭示了高级母体年龄（AMA）患者子宫 decidua 微环境的病理特征，发现 PRR15 基因缺失导致 TGF-β 信号通路异常激活，引发纤维母细胞向肌纤维母细胞转化及胶原过度沉积，同时伴随免疫细胞功能失调和上皮细胞间质化转型，最终导致 decidual 化失败。该研究首次构建了人类 decidua 的单细胞图谱，明确了 PRR15-TGF-β 信号轴在年龄相关生殖障碍中的核心调控作用，为 AMA 相关并发症的诊疗提供了新靶点。

　　
该研究系统性地解析了高龄产妇（AMA）妊娠失败的关键病理机制，发现子宫蜕膜微环境的广泛性重构是影响妊娠结局的核心因素。研究通过整合单细胞转录组测序、表型分析和功能验证，揭示了以PRR15-TGFβ信号通路失调为枢纽的病理网络，为AMA相关妊娠并发症的诊疗提供了新靶点。

### 研究背景与科学问题
高龄产妇面临妊娠并发症风险增加，传统认知聚焦于卵子质量下降。然而，临床数据显示即便通过辅助生殖技术（ART）仍存在高达30%的妊娠失败率，提示需重新审视母体子宫微环境的调控机制。蜕膜作为胚胎着床和胎盘形成的物理基础，其微环境重构可能通过纤维化、免疫抑制和细胞通讯障碍等途径影响妊娠进程。本研究首次通过单细胞分辨率解析AMA患者蜕膜的细胞异质性及相互作用网络，突破传统组织学分析的局限。

### 关键技术创新
1. **多组学整合分析**：结合单细胞转录组（scRNA-seq）、表型组学（免疫荧光/组织化学）和功能基因编辑技术，构建从分子机制到临床表型的完整证据链。
2. **细胞命运动态追踪**：利用轨迹推断技术（如Slingshot算法），首次可视化蜕膜成纤维细胞（FB）和基质细胞（DSC）在PRR15缺失条件下的分化和功能阻滞。
3. **免疫微环境解码**：发现AMA患者蜕膜巨噬细胞（dMacro）和自然杀伤细胞（dNK）的表型转化，揭示免疫细胞向纤维化前体状态的转化机制。

### 核心发现与机制解析
#### 1. 蜕膜纤维化网络的重构
- **成纤维细胞活化**：AMA患者蜕膜中成纤维细胞（FB）呈现三向分化特征：
- **FB1（前体细胞）**：向病理性的FB2（肌成纤维细胞）和FB3（应激反应细胞）分化增强
- **FB2**：分泌TGFβ1和激活SMAD2/3信号通路，导致COL6A1、FN1等纤维化相关基因过表达
- **FB3**：出现自噬缺陷和线粒体功能衰退
- **基质细胞分化阻滞**：DSC细胞无法完成MET（间质-上皮转化）进程，在分化中途停滞（DSC1状态），导致IGFBP1等蜕膜化标志物表达不足。

#### 2. PRR15-TGFβ信号轴的致病性
- **PRR15作为关键调控因子**：
- 在CTR组中，PRR15通过负调控TGFβ信号抑制纤维化进程
- AMA患者蜕膜中PRR15表达量下降40-60%，引发TGFβ信号超激活（SMAD2/3磷酸化水平提升3倍）
- **功能验证**：
-短发夹RNA（shRNA）敲低PRR15导致DSC细胞IGFBP1表达下降80%
- TGFβ受体抑制剂SB431542完全逆转PRR15敲低引起的纤维化表型
- PRR15过表达显著抑制TGFβ信号通路活性

#### 3. 细胞间通讯网络的系统性崩溃
- **信号通路失调**：
- PRL/IGFBP1信号减弱（表达量下降50-70%）
- WNT/β-catenin通路活性降低（DSC2中β-catenin表达下降）
- SPP1/OPN信号轴异常增强（激活度提升2.3倍）
- **免疫耐受机制失效**：
- HLA-E-CD94/NKG2E抑制信号下降60%
- Galectin-3等免疫调节蛋白表达下调

#### 4. 跨细胞协同障碍
- **成纤维细胞-基质细胞通讯增强**：
- COL1A1、LAMA2等信号分子在AMA组表达量提升2-3倍
- FB向DSC释放TGFβ1量增加5倍
- **免疫细胞-基质细胞通讯紊乱**：
- dMacro分泌IL-6、TNF-α等促纤维化细胞因子
- dNK细胞表面CD56表达量下降40%
- CCL2/MCP-1等趋化因子介导的免疫细胞募集减少

### 病理生理机制新模型
研究构建了"PRR15-TGFβ纤维化轴-细胞通讯网络"三级病理模型（图9）：
1. **上游调控失效**：PRR15缺失解除对TGFβ通路的抑制，SMAD2/3磷酸化水平提升至病理状态的3-5倍
2. **中游纤维化驱动**：
- 成纤维细胞：FBLN1、COL6A1表达量分别提升4倍和3倍
- 基质细胞：MET相关基因（CDH11、GJA1）表达阻滞
- 上皮细胞：EMT表型激活（Vimentin表达量↑2.1倍）
3. **下游网络崩溃**：
- PRL/IGFBP1信号减弱导致血管生成受阻（VEGF表达↓50%）
- CD99信号缺失造成内皮细胞屏障功能下降
- SPP1信号增强引发胶原沉积（组织学证实胶原面积↑70%）

### 临床转化价值
1. **诊断标志物**：
- PRR15 mRNA水平与妊娠并发症显著负相关（r=-0.82，p<0.001）
- 蜕膜SPP1/COL6A1免疫组化联合检测敏感性达89%
2. **治疗靶点**：
- PRR15激动剂（如PRR15-Fc融合蛋白）可恢复50-70%的蜕膜化功能
- TGFβ抑制剂联合PRR15补充治疗使ART成功率提升至82%
3. **时窗选择**：
- 蜕膜纤维化在妊娠8周已显著进展（COL1A1↑2.3倍）
- 早期干预（妊娠前6个月）可逆转60%的病理改变

### 局限性与展望
1. **样本局限性**：
- 发现队列（n=18）存在年龄跨度（35-49岁）偏窄问题
- 需要扩展至50岁以上人群（当前研究仅覆盖35-49岁）
2. **机制待完善**：
- PRR15对TGFβ信号的具体调控机制（如是否通过SMAD7介导）
- 免疫细胞向纤维化前体转化的详细信号通路
3. **技术优化方向**：
- 空间转录组技术解析细胞微环境的三维互作
- 类器官模型验证临床样本的异质性

### 总结
该研究首次系统揭示高龄产妇蜕膜的细胞通讯网络重构机制，发现PRR15通过双重调控TGFβ信号（抑制活化-维持稳态）维持蜕膜功能。研究不仅建立AMA患者蜕膜微环境的分子诊断标准（包含5个核心生物标志物），更提出"靶向PRR15-TGFβ轴联合免疫微环境调控"的多维治疗策略，为改善高龄产妇妊娠结局提供理论依据和实践路径。