整合蛋白质组学与单细胞测序解析子宫自然杀伤细胞在复发性胚胎植入失败中的致病机制

这篇研究通过整合蛋白质组学（proteomics）和单细胞测序（scRNA-seq）技术，揭示了复发性胚胎植入失败（RIF）患者子宫内膜中自然杀伤细胞（uNK）的分子特征，鉴定出AMPD3、H6PD和PAK2三个关键基因，并发现其通过“大肠杆菌感染”通路参与RIF发病。研究为RIF的靶向治疗提供了新思路，对改善辅助生殖技术（ART）的妊娠结局具有重要意义。

　　

引言
全球8-12%的夫妇面临不孕问题，尽管辅助生殖技术（ART）广泛应用，但超过60%的女性在首次胚胎移植后未能妊娠，其中约20%为不明原因的复发性胚胎植入失败（RIF）。RIF的定义尚存争议，通常指连续三次以上优质胚胎移植后仍无法检测到β-HCG阳性。研究表明，子宫内膜免疫微环境异常，尤其是子宫自然杀伤细胞（uNK）的功能失调，可能是RIF的关键因素。uNK占蜕膜白细胞的70%以上，参与胚胎植入、血管重塑和免疫耐受调节。

材料与方法
研究纳入6例RIF患者和6例对照，采集黄体中期子宫内膜组织进行蛋白质组学分析，结合公共数据库GSE183837和GSE111974的单细胞转录组数据。采用DIA质谱技术鉴定差异表达蛋白（DEPs），并通过Seurat和Cellchat分析细胞亚群及互作网络。关键基因通过PPI网络和GSEA富集分析筛选，并利用SCENIC构建转录调控网络。

结果

1. 差异蛋白与功能富集：共鉴定1366个DEPs（530上调，836下调），功能富集显示其参与核糖体生物发生、mRNA加工等过程，KEGG通路关联肌萎缩侧索硬化症和蛋白酶体。
2. 单细胞图谱：22,442个细胞被注释为成纤维样基质细胞、uNK细胞、T细胞等亚群。uNK细胞在RIF组晚期分化阶段显著增多，提示其可能与疾病进展相关。
3. 关键基因鉴定：交叉分析发现33个候选基因，其中AMPD3、H6PD和PAK2在验证集中表达一致。AMPD3和H6PD在RIF中上调，PAK2下调，且均富集于uNK细胞。
4. 通路与调控机制：关键基因与DEPs通路交叉揭示“大肠杆菌感染”可能与RIF相关。转录因子HR对PAK2具有强调控作用，而TBX21、EOMES等特异性调控uNK细胞分化。

讨论

1. uNK细胞的动态变化：伪时序分析显示，RIF组uNK细胞在分化后期密度增加，可能与CD57⁺
   细胞毒性亚群扩增相关，导致胚胎免疫攻击。
2. 关键基因的功能：
   • AMPD3：参与核苷酸代谢，其表达异常可能通过影响高密度脂蛋白（HDL-C）水平干扰妊娠代谢稳态。
   • H6PD：调控戊糖磷酸途径，与胰岛素抵抗和多囊卵巢综合征（PCOS）相关，提示其在RIF代谢紊乱中的作用。
   • PAK2：通过MAPK通路影响氧化应激（ROS）平衡，其下调可能导致子宫内膜蜕膜化障碍。
3. 感染与免疫交叉：“大肠杆菌感染”通路可能通过TLR4/NF-κB信号激活炎症因子（如IL-6、TNF-α），进而干扰子宫内膜COX-2/PGE2轴，破坏母胎界面免疫平衡。

结论与展望
研究首次整合多组学数据揭示uNK细胞通过AMPD3-H6PD-PAK2轴及感染相关通路参与RIF发病，为开发靶向疗法（如调控HR-PAK2网络或抗感染干预）提供了理论依据。未来需扩大样本验证基因功能，并探索COX-2抑制剂等潜在治疗策略。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容）