《Frontiers in Cell and Developmental Biology》：A conserved EREG+IL1RN+ macrophage program defines an inflammation-associated transcriptional state linked to WTAP reprogramming and preterm premature rupture of membranes
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未足月胎膜早破（preterm premature rupture of membranes, PPROM）是自发性早产的主要原因，然而将炎症与胎膜功能障碍联系起来的细胞机制仍未完全阐明。本研究整合了来自多个母胎界面组织的单细胞和单核转录组数据集，构建了妊
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未足月胎膜早破（preterm premature rupture of membranes, PPROM）是自发性早产的主要原因，然而将炎症与胎膜功能障碍联系起来的细胞机制仍未完全阐明。本研究整合了来自多个母胎界面组织的单细胞和单核转录组数据集，构建了妊娠早期炎症信号的综合图谱。巨噬细胞（macrophage）被鉴定为基线炎症活性的主要来源，二次聚类鉴定出一类保守的EREG?IL1RN?巨噬细胞，其特征为炎症和先天免疫程序升高。拟时序分析（pseudotime analysis）揭示了一条从增殖性和免疫调节性巨噬细胞状态向炎症性和免疫效应状态的转录进展轨迹，其中EREG?IL1RN?巨噬细胞表现出独特的转录谱。独立的单核和空间转录组数据集证实了该细胞群的转录及空间保守性。在胎盘感染数据集中，EREG?IL1RN?巨噬细胞显著扩增，并富集细胞因子信号传导、白细胞募集和细胞外基质（extracellular matrix, ECM）重塑通路。WTAP作为一种m?A相关的候选调控因子，与炎症性巨噬细胞程序呈正相关，其缺失可减弱炎症基因表达，同时促进免疫枢纽相关特征。临床上，EREG?IL1RN?巨噬细胞特征在PPROM胎膜中显著富集，并且在区分PPROM与先兆早产（preterm labor, PTL）对照方面表现出最强的能力。综上所述，这些发现将EREG?IL1RN?巨噬细胞鉴定为一种保守的炎症性巨噬细胞程序，并提示WTAP参与母胎界面炎症性巨噬细胞重塑。
论文解读
一、研究背景与科学问题
未足月胎膜早破（preterm premature rupture of membranes, PPROM）是产科重大并发症，约占自发性早产的三分之一，是导致新生儿发病率和死亡率居高不下的主要原因。尽管产科和新生儿监护水平不断进步，但胎膜薄弱化和破裂的生物学机制仍未完全阐明。越来越多的证据表明，炎症是PPROM发病的核心驱动因素，将母体免疫激活与细胞外基质（extracellular matrix, ECM）降解和胎膜结构失效联系起来。然而，在母胎界面（maternal-fetal interface, MFI）启动和维持这些炎症反应的细胞群体仍缺乏明确定义。
母胎界面由蜕膜、胎盘、胎膜及相关免疫区室构成，代表一种独特的免疫环境，胎儿耐受必须与有效的抗菌防御共存。成功的妊娠依赖于免疫静息与受控炎症活动之间的精细平衡。虽然生理性炎症信号有助于组织重塑、血管适应和分娩，但过度或过早的激活可触发病理级联反应，最终导致胎膜破裂和早产。在母胎界面驻留的免疫群体中，巨噬细胞是组织稳态和炎症反应的重要调节者，具有显著的功能可塑性。近年来单细胞转录组学进展揭示了胎盘和蜕膜组织中广泛的巨噬细胞异质性，挑战了传统的M1/M2分类框架。然而，母胎组织间是否存在保守的巨噬细胞程序，以及这些状态如何促进PPROM期间的炎症放大，仍 largely 未知。
此外，N6-甲基腺苷（m?A）作为真核生物mRNA中最丰富的内部RNA修饰，调控转录本稳定性、翻译效率和细胞命运决定。WTAP作为m?A甲基转移酶复合物的关键调节亚基，近期研究已证明其介导的m?A修饰可促进多种病理情境下的炎症基因表达和巨噬细胞激活。但m?A依赖性调控机制是否支配母胎界面巨噬细胞状态转变并参与PPROM相关炎症，此前尚无研究。
二、研究内容与主要结论
本研究通过整合公开可用的早期人妊娠组织单细胞和单核RNA测序数据集，构建了母胎界面的综合单细胞图谱，系统表征了稳态下母胎界面的细胞组成和炎症信号。研究发现巨噬细胞是基线炎症活性的主要来源，蜕膜和胎盘来源的巨噬细胞表现出最强的炎症特征。通过巨噬细胞二次聚类，鉴定出五个转录上不同的巨噬细胞亚群（Macro_1–Macro_5），其中Macro_1（即EREG?IL1RN?巨噬细胞）表现出最显著的炎症和免疫激活基因富集，具有更高的炎症活性评分。功能富集分析显示该亚群涉及先天免疫感知、趋化和白细胞募集程序。拟时序分析以增殖性Macro_4状态为计算根，揭示了从增殖性和免疫调节状态向炎症性和免疫效应状态的连续转录轨迹。
跨数据集整合分析在独立单核RNA测序数据集和Stereo-seq空间转录组数据中均证实了EREG?IL1RN?巨噬细胞的转录和空间保守性。在胎盘感染数据集中，该细胞群在病原体暴露条件下显著扩增，富集细胞因子产生、白细胞迁移、炎症反应调节及脂多糖感知等通路，并同时激活中性粒细胞募集、Th17相关信号和ECM重塑程序。在m?A调控网络分析中，WTAP被鉴定为与炎症性巨噬细胞程序正相关的候选调控因子，其高表达巨噬细胞富集炎症和先天免疫信号通路。体外功能实验表明，WTAP敲低可减弱LPS和IFN-γ刺激下TNF、IL1B、CXCL2等炎症基因的表达，同时相对增加ISG15、PTPMT1、STMN1等免疫枢纽相关基因，并显著降低EREG和IL1RN的表达。临床验证显示，EREG?IL1RN?巨噬细胞程序在PPROM胎膜的羊膜和绒毛膜中均显著富集，且在区分PPROM与PTL方面表现出最强的判别能力（AUC=0.781）。
三、主要技术方法
研究人员整合了来自ArrayExpress和欧洲基因组-表型档案库（EGA）的公开单细胞和单核RNA测序数据集，涵盖胎盘、蜕膜、底蜕膜、子宫肌层和外周血，包括E-MTAB-12421、E-MTAB-12595、EGAD00001010037等数据集，以及胎盘感染数据集E-MTAB-12795和PPROM/PTL胎膜bulk RNA-seq数据集GSE243831。采用Seurat流程进行数据质控、归一化和聚类，使用Harmony算法以供体身份为批次变量进行跨数据集整合，通过UMAP进行低维可视化。巨噬细胞亚群鉴定采用无监督二次聚类，功能表征使用AddModuleScore模块评分、Gene Ontology（GO）和KEGG富集分析，拟时序分析使用Monocle2，m?A调控因子与通路活性的关联分析采用Spearman秩相关，ROC分析使用pROC包。体外验证采用PBMC来源的单核细胞分化巨噬细胞体系，通过siRNA介导的WTAP敲低结合流式细胞术和实时定量PCR进行功能验证。
四、研究结果分述
（一）整合性单细胞图谱揭示母胎界面组织特异性炎症程序和巨噬细胞主导的基线炎症基调
通过整合早期人妊娠组织的多个公开数据集，构建了覆盖胎盘、蜕膜、底蜕膜、子宫肌层和外周血的综合图谱。UMAP显示聚类主要由谱系身份驱动而非组织来源。关键炎症基因（IL1B、IL6、TNF、CXCL8、CXCL10、CCL3）的表达主要局限于巨噬细胞，蜕膜和胎盘来源的巨噬细胞表现出最强的炎症特征，而外周血巨噬细胞表达有限，表明组织驻留巨噬细胞是母胎界面基线炎症信号的主要来源。
（二）巨噬细胞亚聚类鉴定出与母胎界面炎症放大相关的EREG?IL1RN?巨噬细胞亚群
无监督重聚类鉴定出五个巨噬细胞亚群，具有不同的组织分布偏好和功能程序。Macro_1共表达PTGS2、NLRP3、IL1RN和EREG，表现出最高的炎症活性评分，被定义为EREG?IL1RN?巨噬细胞。功能富集显示其涉及细菌来源分子和脂多糖反应、趋化和白细胞募集程序。拟时序分析揭示了从增殖性（Macro_4）和免疫调节性（Macro_3）状态向炎症性和免疫效应状态（Macro_1、Macro_2、Macro_5）的连续转录轨迹，早期阶段富集先天免疫感知通路，晚期阶段富集MHC II类抗原加工呈递通路。
（三）跨数据集整合鉴定出保守的EREG?IL1RN?巨噬细胞
在独立单核RNA测序数据集中，EREG和IL1RN的表达主要富集于CD16?巨噬细胞亚群。Stereo-seq空间转录组数据显示两者在母胎界面免疫细胞富集区域共定位。与已建立的巨噬细胞功能程序比较显示，该群体显著富集炎症性巨噬细胞特征，并具有一定程度的衰老样特征，表明其代表一种保守的炎症转录状态而非完全独特的巨噬细胞谱系。
（四）EREG?IL1RN?巨噬细胞在病理条件下表现出跨队列稳健性和动态激活
在胎盘感染数据集中，巨噬细胞在各类感染情境下均表现出广泛的炎症程序富集。二次聚类鉴定出三个巨噬细胞亚群（M_1–M_3），其中M_3亚群与EREG?IL1RN?巨噬细胞转录特征高度一致，在病原体暴露条件下显著富集。M_3差异表达基因富集细胞因子产生、白细胞迁移、NF-κB信号、TNF信号及NOD样受体、IL-17等通路，并在炎症反应、Th17信号、中性粒细胞募集、免疫调节和ECM重塑模块中均表现出更高活性。
（五）WTAP与EREG?IL1RN?巨噬细胞状态转变中的炎症重编程相关
基于m?A调控基因的无监督聚类部分重现了基于全转录组的巨噬细胞功能状态结构。WTAP与炎症程序呈正相关，与免疫枢纽相关特征呈负相关。WTAP高表达巨噬细胞富集细胞因子信号、干扰素-γ信号、白细胞介素信号、趋化因子介导反应、中性粒细胞脱颗粒和IL-1家族信号通路。体外敲低实验证实WTAP缺失减弱炎症基因表达、促进免疫枢纽相关基因，并降低EREG和IL1RN的表达。
（六）EREG?IL1RN?巨噬细胞程序在临床PPROM胎膜中富集并与结构破坏相关
在胎龄匹配的PTL和PPROM胎膜bulk RNA-seq数据中，M_3（EREG?IL1RN?）程序在PPROM羊膜和绒毛膜中均显著升高。ROC分析显示M_3具有最高的判别能力（AUC=0.781），优于M_1（AUC=0.625）和M_2（AUC=0.516）。但需注意样本量仅各4例，置信区间较宽，结果应视为初步关联证据。
五、讨论与结论总结
讨论部分指出，EREG?IL1RN?巨噬细胞共表达炎症介质（PTGS2、NLRP3）与调节分子（IL1RN、EREG），提示这是一种受调控的炎症状态而非失控的免疫激活，可能整合炎症激活与代偿性调节机制。该程序在多个独立数据集和感染模型中的保守性支持“基线到病理激活”的连续体框架。功能分析提示该细胞群可能作为连接炎症感知与下游免疫募集和组织重塑的细胞枢纽。WTAP被鉴定为巨噬细胞功能可塑性的潜在表观转录调控因子。研究局限性包括：主要依赖公开转录组数据的整合分析、PPROM样本量小、缺乏蛋白水平验证、体外模型不能完全模拟母胎界面组织微环境。
研究结论：研究人员将EREG?IL1RN?巨噬细胞鉴定为母胎界面保守的炎症性巨噬细胞程序，提供证据表明该状态在炎症条件下被扩增并与PPROM相关，进一步提示WTAP是参与炎症性巨噬细胞重编程的潜在表观转录调控因子。这些发现为妊娠期炎症激活的细胞和调控基础提供了新见解，并为研究巨噬细胞靶向策略在炎症相关妊娠并发症中的应用建立了框架。
