单细胞测序揭示基质-巨噬细胞通讯失调驱动宫腔粘连进展的分子机制

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)解析了139,395个子宫内膜细胞，首次系统揭示了宫腔粘连(IUA)中巨噬细胞亚群促纤维化转变的关键作用。研究人员发现CD68+巨噬细胞通过分泌CCL5和SPP1促进成纤维细胞-肌成纤维细胞转化(FMT)，TGF-β信号通路是纤维化的核心驱动因素。该研究为理解IUA发病机制提供了单细胞水平的见解，并为开发靶向巨噬细胞-基质细胞互作的疗法奠定基础。

　　

宫腔粘连(Intrauterine Adhesion, IUA)作为导致女性不孕的常见妇科疾病，其典型的子宫内膜纤维化病理特征早在1948年就被Joseph Asherman描述，然而近一个世纪以来，其分子机制仍不清楚。当前临床采用宫腔镜粘连分离术(TCRA)联合激素治疗，但复发率高且生育功能恢复有限，这背后是人们对子宫内膜损伤后异常修复机制的认识不足。不同于其他组织的疤痕修复，健康子宫内膜具有独特的无疤痕愈合能力，这种能力在IUA患者中为何丧失？昆明理工大学附属云南省第一人民医院和国内多家机构的研究人员通过前沿的单细胞测序技术，在《Communications Biology》发表了突破性研究成果。

研究团队运用单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析了9名增殖期女性的139,395个子宫内膜细胞，结合免疫组化、体外功能实验和公共数据集整合分析。关键技术包括：1)单细胞转录组测序揭示细胞异质性；2)伪时间分析追踪巨噬细胞分化轨迹；3)CellChat算法解析细胞互作网络；4)空间转录组验证细胞定位；5)体外验证巨噬细胞分泌因子功能。

研究结果部分：

单细胞转录组图谱揭示子宫内膜细胞组成变化

通过分析7例IUA患者和2例对照的子宫内膜样本，鉴定出上皮、基质、内皮和免疫四大细胞类群。免疫细胞浸润随IUA严重程度增加，而基质细胞比例下降，提示微环境重塑。特别值得注意的是，粘连部位上皮细胞与正常组织存在显著转录组差异。

基质细胞异质性在纤维化中的关键作用

将24,453个基质细胞分为7个亚群(S0-S6)，发现S1亚群在粘连部位富集且位于伪时间轨迹末端，提示其参与纤维化进程。S0亚群代谢活性最高，而S3亚群与染色体分离相关可能为增殖来源。纤维化相关基因在粘连部位显著上调，涉及TGF-β、Hippo等信号通路。

巨噬细胞亚群的发育轨迹与功能转变

16个免疫亚群中鉴定出6类巨噬细胞：CD163⁺、CD301⁺、CD24⁺、单核细胞、增殖型和未知型。伪时间分析显示单核细胞分化为CD163⁺(M2样)或CD24⁺(肌成纤维样)两个分支。CD163⁺虽占主导但数量随纤维化减少，其功能从抗炎向促炎转变。

巨噬细胞衍生因子的促纤维化作用

免疫组化证实IUA组织中CD68⁺巨噬细胞及S100A8、CCL2、CCL5、SPP1表达增加。体外实验显示巨噬细胞分泌的CCL5和SPP1可诱导COL1A1表达促进纤维化。细胞互作分析揭示粘连部位SPP1-整合素和TGF-β自分泌信号增强。

月经周期各阶段的分子特征

整合42例样本数据发现IUA扰乱植入窗口开放，表现为ESR1、FOXO1等标记基因异常。空间转录组显示CD163⁺巨噬细胞分布于功能层，而CD24⁺位于基底层，提示区域特异性互作。

该研究首次在单细胞分辨率描绘了IUA的细胞图谱，阐明巨噬细胞通过CCL5/SPP1-TGF-β轴驱动纤维化的新机制。发现CD163⁺巨噬细胞虽具M2表型但获得促炎特性，这种"双重人格"解释了其在修复与纤维化中的矛盾作用。研究不仅为理解子宫内膜再生障碍提供了理论框架，更鉴定出CCL2、CCL5、SPP1等可干预靶点，为开发靶向巨噬细胞重编程的疗法奠定基础。技术层面，整合单细胞转录组、空间组学和功能验证的多组学策略为研究其他器官纤维化提供了范式。