解密人类子宫内膜容受性的时空密码:从单细胞图谱到FGFs-FGFR2信号机制

《Nature Communications》:Decrypting spatiotemporal code of human endometrial receptivity

【字体: 时间:2025年12月22日 来源:Nature Communications 15.7

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  人类子宫内膜容受性建立机制不明是制约女性不育研究的关键瓶颈。本研究通过整合高分辨率时空转录组与单细胞测序技术,构建了首个人类子宫内膜容受性的单细胞分辨率时空图谱,揭示了NR2F1、CEBPD、SGK1等关键因子调控"着床窗"开启的分子拓扑结构,首次发现FGFs-FGFR2信号通路介导基质-上皮对话的新机制,为女性生育力干预提供新靶点。

  
在生殖医学领域,人类子宫内膜容受性的建立机制一直是困扰科学家的重大难题。每当月经周期中一个短暂而关键的时期——"着床窗"打开时,子宫内膜才能允许胚胎着床。然而这个神秘的时间窗口如何开启和关闭?其背后的分子调控网络是怎样的?这些问题至今尚未阐明,成为提高辅助生殖成功率和治疗女性不孕症的主要障碍。
为了解决这一科学难题,研究团队在《Nature Communications》上发表了一项突破性研究。他们通过整合高分辨率时空转录组分析、单细胞测序和原位测序等前沿技术,首次构建了人类子宫内膜容受性的单细胞分辨率时空图谱,揭示了控制"着床窗"开闭的精细分子调控机制。
关键技术方法包括:高分辨率时空转录组分析(spatiotemporal transcriptomic profiling)、单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing)和原位测序(in situ sequencing)。研究使用的人类子宫内膜样本来自健康育龄期女性。
研究结果:
分子拓扑结构图谱
通过构建详细的时空分子图谱,研究发现基质细胞特异性表达的NR2F1、CEBPD以及上皮细胞特异性表达的SGK1、KLF5和ELF3与"着床窗"的开启密切相关。这些因子构成了一个精密的调控网络,确保子宫内膜在正确的时间达到最佳容受状态。
胆固醇代谢的新功能
令人惊讶的是,研究发现胆固醇代谢在子宫内膜容受性建立过程中发挥着意想不到的作用——促进纤毛发生(ciliogenesis)。这一发现为理解子宫内膜生理功能提供了新的视角。
基质-上皮对话机制
最具突破性的发现是揭示了FGFs-FGFR2信号通路在介导基质-上皮对话(stroma-epithelium crosstalk)中的关键作用。该通路通过调控上皮细胞分化,在容受性建立初期发挥着重要作用,这是以往研究中未被充分认识的新机制。
研究结论与意义:
这项研究不仅首次绘制了人类子宫内膜容受性的高分辨率时空图谱,更重要的是揭示了FGFs-FGFR2信号通路在基质-上皮对话中的核心地位。发现的容受性相关关键因子(NR2F1、CEBPD、SGK1等)为开发新的生育力评估标志物和干预靶点提供了理论依据。该研究建立的时空解码框架为理解其他组织器官的生理病理过程提供了可借鉴的研究范式,对推动生殖医学发展具有里程碑意义。
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