《The Journal of Physiology》：A review of xenobiotic membrane transporter expression within the human placenta: Lessons gained from primary tissue and in vitro methodologies
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这篇综述系统梳理了人类胎盘作为关键屏障，其膜转运蛋白对异生物质的保护作用。文章重点评述了当前在多种常用体外模型（包括原代组织、绒毛膜癌细胞系和滋养层干细胞）中对转运蛋白表达的理解，指出了现有知识的不足，并讨论了完善研究方法的潜在方向。全文旨在为相关领域（如毒理学和发育与生殖毒性研究）的科研人员提供一个清晰的概览和参考。
Abstract
人类胎盘是妊娠期间保护胎儿免受母体接触的异生物质潜在有害影响的关键屏障。膜转运蛋白在这一保护功能中扮演着核心角色，然而，它们的表达模式及其在整个妊娠期间的变化仍不甚明了。人们已建立了一系列体外模型来试图理解人类胎盘的转运过程，但对于每种模型所代表的发育阶段和细胞组成仍存在不确定性。本综述总结了目前对最广泛使用的体外系统（包括原代胎盘组织、绒毛膜癌细胞系和滋养层干细胞）中膜转运蛋白表达的理解，并强调了培养技术的最新进展。同时，文章指出了当前知识中的关键空白，并讨论了完善用于研究胎盘异生物质摄取和转运的体外实验方法的机遇。
胎盘是一个高度特化的器官，在妊娠期间维持胎儿的发育，控制母体与胎儿之间的营养物质和氧气交换，并合成信号分子以调控母体对妊娠的适应。人类胎盘由外层的合体滋养层和内层的细胞滋养层构成，其中外层的合体滋养层在胎盘血流量建立后与母体血液接触。正因如此，胎盘成为母体循环系统中异生物质与胎儿之间的主要屏障，其含有许多定位于顶膜和/或基底膜的转运蛋白，作为摄取或外排转运蛋白，保护胎儿免受异生物质暴露可能带来的有害影响。
Xenobiotic membrane transporters in the human placenta
胎盘作为异生物质屏障的保护功能是由构成胎盘外层的合体滋养层完成的。胎盘内的转运蛋白位于合体滋养层的顶膜（面向母体，在血流建立后被母体血液浸润）或基底膜（面向胎儿），这些转运蛋白负责内源性和异生物质化合物进出胎盘的流入和流出。
转运蛋白有两大超家族，分别是ATP结合盒转运蛋白和溶质载体转运蛋白，两者均在人类胎盘中被发现。ABC转运蛋白作为外排转运蛋白，利用ATP逆浓度梯度将化合物从胎盘转运到母体或胎儿循环。SLC转运蛋白通常作为摄取转运蛋白，将化合物从循环中带入胎盘；然而，有些SLC也作为外排转运蛋白或能够进行双向转运。ABC和SLC转运蛋白家族都非常庞大，在人类中分别已知有48个ABC转运蛋白和456个SLC转运蛋白，尽管其中许多转运蛋白具有组织特异性，并未在人类胎盘中被发现。目前在人类胎盘中被发现的转运蛋白已汇总于表格中。许多转运蛋白对底物并不专一，虽然本综述中许多被称为异生物质转运蛋白，但它们也负责转运内源性化合物。在合体滋养层顶膜或基底膜上的转运蛋白定位如图所示。
Xenobiotic transporter expression in in vitromodels of the human placenta
人类胎盘的体外模型是传统体内实验的替代方案，它们利用直接来源于人类的滋养层和滋养层样细胞，包括不同孕期的原代组织、癌细胞系（如BeWo、JEG-3和JAR）和人滋养层干细胞。然而，它们在研究环境之外的使用是有限的。理解这些模型如何与体内的人类胎盘相关联，对于准确解读生成的数据至关重要。一种方法可能是利用人类胎盘中表达的各种膜转运蛋白的表达情况，将每个体外模型映射到其可能代表的细胞类型和发育阶段，然而，目前对原代组织和体外系统中这些转运蛋白表达的理解还很有限。尽管其他细胞系也被用作人类滋养层的体外模型，但表格中总结的那些模型拥有最多的转运蛋白表达数据可供参考。
值得注意的是，相当数量的转运蛋白并未在所有模型中进行过分析，特别是在孕早期和孕中期的原代样本中，这主要是由于获取原代组织的途径有限。总体而言，这降低了我们理解这些蛋白是否在所有模型中表达的能力，也阻碍了我们了解转运蛋白表达如何与人类胎盘中发现的不同发育阶段和细胞类型进行比较。对这种模型准确性缺乏全面理解，增加了如何解读体外实验数据以及结果如何与异生物质对人类胎盘体内可能产生的影响进行比较的不确定性。
尽管本综述侧重于原代组织、癌细胞系和滋养层干细胞，但其他细胞类型也被用作人类滋养层模型，包括诱导多能干细胞和人胚胎干细胞，这些细胞系通过使用骨形态发生蛋白4被诱导为滋养层谱系。然而，由于这些细胞并非来源于胎盘，故不在此详述。
Standardising research methods and gaps in data
How do researchers define a trophoblast?
研究人员广泛使用特定的滋养层相关基因的表达作为“标记物”来确认一种细胞类型具有代表性。Lee等人基于以下四点标准来定义人类孕早期滋养层：(i) 表达KRT7、TFAP2C和GATA3蛋白；(ii) 表达C19MC microRNA；(iii) 缺乏HLA I类分子；(iv) ELF5启动子低甲基化。
在Lee等人的研究之后，文献中又确定了35个作为孕早期滋养层标记物的基因。然而，其中14个基因，包括Gata3，也存在于人类孕中期和足月胎盘样本的滋养层中。因此，研究人员用来将体外模型归类为“代表”人类孕早期滋养层的标记物可能不够特异，这取决于分析的标记物的组合和数量。由于检查基因表达的方法通常是定性的，目前尚不清楚不同孕龄是否以不同水平表达这些标记物。此外，在细胞滋养层中发现的特定标记物，如CDX2、ELF5和TEAD4，也在人滋养层干细胞中表达，这表明某些标记物并非原代滋养层所独有。因此，建立可靠的体外人类滋养层模型的一个主要挑战在于缺乏对其代表何种细胞类型和孕龄的理解。要就应使用哪些基因标记物来识别不同孕龄的特定细胞类型达成共识，还需要开展大量工作。如果这项工作能与对合体滋养层完整性和转运蛋白水平的评估结合进行，将非常有价值，以确保使用体外模型生成的数据能够被准确解读。
