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综述:NOTCH、WNT和TGFβ信号通路在绒毛外滋养层细胞形成与分化中的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Placenta 3.0
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这篇综述系统阐述了NOTCH1、WNT和TGFβ三大信号通路在绒毛外滋养层细胞(EVT)谱系形成、分化及功能调控中的核心作用,结合滋养层干细胞(TSC)和类器官(TO)模型研究进展,揭示了EVT从NOTCH3+祖细胞向NOTCH2+成熟细胞转化的动态调控网络,为胎盘发育异常相关疾病(如子痫前期、胎儿生长受限)提供分子机制解析。
NOTCH信号通路在EVT祖细胞中的主导地位
NOTCH信号作为细胞间接触依赖性通路,通过NOTCH1-4受体与JAGGED/DLL配体相互作用调控基因表达。在早期胎盘发育中,NOTCH1被鉴定为EVT谱系形成的首个关键调控因子,标记第6/7周胎盘中的增殖性EVT祖细胞群。随着分化推进,NOTCH1表达下降而NOTCH2在成熟EVTs中特异性上调,后者作为侵入性EVTs的标志物参与母体血管重塑。TO模型再现了体内NOTCH3(维持vCTB干性)→NOTCH1(EVT祖细胞)→NOTCH2(分化EVT)的动态转换过程,而NUMB、CBL等E3泛素连接酶可能通过降解NICD调控NOTCH1活性衰减。
WNT通路的双相调控模式
WNT/β-catenin信号呈现时空特异性双相激活:在TSC/TO中,TCF1介导的WNT超活化维持vCTB干性;CHIR99021撤除后,TCF4取代TCF1成为主导转录因子,驱动EVT分化并促进侵袭表型。值得注意的是,WNT抑制因子NOTUM和sFRP1通过GCM1依赖的机制限制WNT活性,而TGFβ激活可进一步上调sFRP1,促使EVTs向分泌表型成熟。这种"干性维持→短暂抑制→分化激活→终末抑制"的精细调控模式,通过FZD5/LRP5受体下调、NOTUM诱导等机制实现。
TGFβ信号决定EVT终末命运
TGFβ通路通过SMAD2/3效应器执行功能:TGFβR1(ALK5)抑制是EVT谱系形成的必要条件,而后期TGFβ1-TGFβR1:TGFβR2-SMAD3轴激活则诱导DAO、PAPPA2等分泌标志物表达,促使EVTs从迁移型向分泌型转化。胎盘组织学显示pSMAD2/3仅存在于蜕膜浸润EVTs外围,与TO模型中TGFβR3/endoglin的时空表达模式吻合。这种"双稳态"调控可能涉及PEG10对早期通路的抑制,以及activin(βA:βA)/inhibin(α:βA)二聚体的自分泌反馈调节。
通路协同与转化意义
三大通路形成级联调控网络:NOTCH1启动EVT谱系承诺→WNT/TCF4推动上皮-间质转化→TGFβ/SMAD3终止侵袭并激活分泌功能。这种时序激活模式在TO模型中成功复现,为解析子痫前期等胎盘疾病中EVT分化阻滞提供了新视角。未来研究需聚焦通路交叉调控(如ID3抑制NOTCH1的分子开关)和微环境因素(缺氧/力学刺激)对信号动态的影响,以完善胎盘发育的分子图谱。
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