卢煜明教授PNAS全面解析胎盘的细胞异质性

　　

生物通报道  胎盘是一个神奇而至关重要的器官，它在胎儿的发育过程中扮演着多重的角色。然而，对于这样一个重要器官，我们之前的了解却很少。近日，香港中文大学卢煜明教授领导的团队利用单细胞转录组技术，全面解析了人类胎盘的细胞异质性。

卢煜明教授早在1997年就发现了孕妇外周血中存在游离的胎儿DNA，并开发出一套新技术来准确分析和测定母亲血浆内的胎儿DNA，被誉为无创DNA产前检测的奠基人。在液体活检方面，卢教授也是先行者。

人类胎盘是一个动态而异质的器官。它提供氧气、养料并处理废物，扮演着肺、肝、肾及其他内脏的角色，直到胎儿自己的器官长好为止。胎盘也是母体循环中胎儿游离核酸的主要来源。如果胎盘出现异常，则会带来灾难性的后果，包括流产、死产、早产、胎儿体重不足和先兆子痫。

之前的研究利用全组织分析鉴定出先兆子痫胎盘的表达谱的明显变化。此外，研究也表明，怀孕和妊娠并发症期间特定RNA转录本和母体游离核酸的水平都增高。不过，现在仍然无法通过母体的游离核酸分析，非侵入性地检测胎盘的细胞动态和功能异常。

在这项研究中，卢煜明教授领导的团队首先解析了人类胎盘的细胞异质性。他们利用大规模的微流体单细胞转录组技术，分析了24,000多个细胞，确定了细胞类型特异的基因特征，这些细胞来自足月和早期先兆子痫的胎盘。

利用获得的数据集，研究人员鉴定出人类胎盘中的不同细胞亚型，并重建了滋养层的分化轨迹。通过对母体血浆游离RNA的综合分析，他们分析出怀孕过程中造血细胞和胎盘细胞的纵向发展动力学。

此外，通过血浆游离核酸的分析，研究人员能非侵入性地发现先兆子痫胎盘中绒毛外滋养层细胞的功能异常。这有助于疾病的早期诊断。先兆子痫是一种严重的妊娠并发症，会引起母亲血压上升，使大人和小孩都有生命危险。

作者认为，这项工作表明来自单细胞的转录组信息也许有助于游离血浆RNA的解释，以便在复杂的病理状况下对细胞动态进行无创解析。（生物通 薄荷）

原文检索

Integrative single-cell and cell-free plasma RNA transcriptomics elucidates placental cellular dynamics

PNAS September 12, 2017 vol. 114 no. 37 E7786-E7795