单细胞RNA测序解析卵巢子宫内膜异位囊肿致卵巢功能障碍的细胞图谱与分子机制

《Journal of Ovarian Research》：A novel rat model of ovarian endometrioma: single-cell RNA sequencing reveals its impact on ovarian function

卵巢子宫内膜异位囊肿是育龄女性不孕的主要原因之一；然而，其损害卵巢功能的细胞和分子机制尚不清楚。由于难以获取临床卵巢组织样本，直接研究卵巢子宫内膜异位囊肿引起的卵巢功能障碍受到限制；缺乏能够忠实模拟人类卵巢子宫内膜异位囊肿病理特征的稳定动物模型，是该领域的关键瓶颈。通过缝合同源大鼠子宫内膜组织于卵巢表面建立卵巢子宫内膜异位囊肿大鼠模型。通过动情周期、血清激素水平和组织病理染色评估卵巢子宫内膜异位囊肿对卵巢功能的影响。采用单细胞RNA测序分析卵巢子宫内膜异位囊肿组和控制组的卵巢组织，以描绘细胞图谱，识别细胞亚群组成，进行差异基因富集分析，并表征分化轨迹和细胞间通讯网络的变化。关键表型发现通过组织病理染色、免疫荧光、实时逆转录PCR和Western blot进一步验证。通过缝合同源大鼠子宫内膜组织于卵巢表面成功建立了卵巢子宫内膜异位囊肿大鼠模型。动情周期监测显示卵巢子宫内膜异位囊肿模型大鼠动情周期紊乱。ELISA显示卵巢子宫内膜异位囊肿组血清AMH和E2水平显著降低，伴随FSH水平升高。CD10免疫染色证实子宫内膜组织阳性表达，普鲁士蓝染色显示卵巢子宫内膜异位囊肿组卵巢铁沉积显著增加。单细胞RNA测序共鉴定出70,041个细胞，揭示七种主要细胞类型。卵巢子宫内膜异位囊肿显著改变了卵巢细胞组成，颗粒细胞和内皮细胞比例下降，免疫细胞总体比例增加；在免疫细胞区室中，巨噬细胞和B细胞比例下降，而T细胞和中性粒细胞比例上升。颗粒细胞分析显示分化轨迹紊乱，细胞间AMH和雌二醇信号减弱，卵巢子宫内膜异位囊肿组中AMH、FSHR和ESR2的mRNA和蛋白表达显著下调。基质细胞分析显示TGF-β和胶原信号通路显著富集，卵巢子宫内膜异位囊肿组中COL1A1、TGFB1和ACTA2的mRNA和蛋白表达上调。Masson三色染色和Sirius Red染色证实卵巢子宫内膜异位囊肿组卵巢纤维化面积显著增加。免疫细胞分析显示趋化因子信号和IL-17信号通路显著富集，CCL和CXCL趋化因子通讯网络增强，卵巢子宫内膜异位囊肿组中炎症介质CXCL1、CCL2和IL1b的mRNA和蛋白表达上调。本研究成功建立了模拟卵巢子宫内膜异位囊肿关键病理特征的大鼠模型。利用单细胞RNA测序，我们首次构建了受卵巢子宫内膜异位囊肿影响的卵巢综合细胞图谱，揭示了颗粒细胞功能障碍、卵巢基质纤维化和免疫失调在卵巢子宫内膜异位囊肿引起的卵巢功能下降中的协同作用。