新型悬浮子宫内膜类器官模型体外重现上皮-基质细胞互作机制

本研究针对传统子宫内膜类器官缺乏基质细胞成分、难以模拟上皮-基质互作的关键问题，开发了基于悬浮Matrigel?滴的3D类器官模型。该模型在标准培养基中自发形成含上皮与基质细胞的类腺体结构，保留子宫内膜和蜕膜基因表达特征，为研究子宫内膜生理病理及胚胎着床机制提供了更接近体内微环境的实验工具。

　　

子宫内膜作为胚胎着床的"土壤"，其复杂的微环境由上皮细胞、基质细胞、免疫细胞和血管网络共同构成。传统二维细胞培养难以模拟这种立体互作，而现有三维类器官模型又存在基质细胞缺失、极性受限等瓶颈。Adriana Bajetto团队在《Experimental Cell Research》发表的这项研究，就像为子宫内膜研究打造了一把"立体钥匙"——他们开发的悬浮Matrigel?类器官不仅解决了基质细胞丢失的难题，还意外发现了自发分化特性。

研究团队从10名不孕女性（平均35.7岁）的子宫内膜活检样本入手，采用两种并行方法：传统类器官（嵌入Matrigel?+化学限定培养基）和新型悬浮类器官（Matrigel?液滴+10%FCS培养基）。通过qRT-PCR检测15个子宫内膜/蜕膜标志基因，结合EdU增殖标记、三维免疫荧光等技术，系统比较了两类模型的差异。

3.1 传统类器官的特征

成功建立的类器官呈现典型"气泡"结构，表达上皮标志物E-cadherin（CDH1）、干细胞标记CD133和雌激素受体α（ESR1）。激素刺激后，分泌标志物MUC1和PAEP显著上调，但个体响应存在差异，其中2例样本的PAEP无响应。

3.2 悬浮类器官的突破

8/8样本成功生成悬浮类器官，其独特优势在于：

1. 1.

   自发形成含vimentin⁺基质细胞的类腺体结构

2. 2.

   上皮细胞（EdU⁺）保持活跃增殖而基质细胞静止

3. 3.

   呈现双向极性（部分顶膜向外）

4. 4.

   三维成像显示类器官形成中空腔室结构

3.3 基因表达谱特征

与激素诱导的传统类器官相比，悬浮类器官呈现更接近分化状态的基因特征：

• •

  干细胞标记CD133下调2.9倍

• •

  蜕膜化相关基因OPN（+17倍）、PR（+19.8倍）显著上调

• •

  前列腺素合成酶COX-2表达提升11.9倍

• •

  但纤毛形成基因FOXJ1和MUC1表达较低

3.4 细胞互作效应

最引人注目的发现是：悬浮类器官中IL-8、MCP-1等细胞因子表达模式显著不同于单独培养的上皮或基质细胞，提示两种细胞存在功能性互作。

这项研究开创的悬浮培养系统有三大科学价值：首先，简化了类器官构建流程，仅需标准培养基即可获得含基质细胞的类器官；其次，自发分化特性使其更接近分泌期子宫内膜状态；最重要的是为研究上皮-基质细胞对话提供了理想模型。虽然存在传代限制（仅2-3代），但其能从冻存样本再生的特点弥补了这一不足。该模型未来或可应用于子宫内膜异位症、反复着床失败等疾病的机制研究和药物筛选，为生殖医学研究开辟了新途径。