子科生物報道：眾所周知，連接母體和胎兒的胎盤，既參與母胎氣體、營養(yǎng)物質(zhì)以及廢物交換，分泌妊娠胚胎發(fā)育所需激素和生長因子，同時還保護(hù)胎兒不受母體免疫系統(tǒng)的攻擊(Rossant and Cross, 2001)。近年來，除上述經(jīng)典生物學(xué)功能之外，胎盤在胚胎期造血過程中的作用也逐漸被揭示。小鼠妊娠中期（胚胎期E12.5-E13.5）的胎盤中含有大量造血干/祖細(xì)胞（hematopoietic stem and progenitor cells, HSPCs）(Gekas et al., 2005; Ottersbach and Dzierzak, 2005)。研究人員利用缺乏心跳的Ncx1-/-小鼠，推測胎盤中可能存在原位產(chǎn)生的血細(xì)胞 (Rhodes et al., 2008)。但是，由于Ncx1-/-小鼠死于E11.5 (Koushik et al., 2001)，胎盤原位產(chǎn)生的血細(xì)胞類型及其生物學(xué)功能尚不清楚。

　　2021年6月30日，中國科學(xué)院動物研究所劉峰研究組與北京大學(xué)韓敬東團(tuán)隊(duì)、中科院動物所王紅梅團(tuán)隊(duì)合作，在Developmental Cell雜志發(fā)表題為“De novo generation of macrophage from placenta-derived hemogenic endothelium”的研究論文。該論文通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序和體外功能實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并鑒定了胎盤生血內(nèi)皮細(xì)胞，隨后通過譜系示蹤技術(shù)，證實(shí)了巨噬細(xì)胞的胎盤生血內(nèi)皮細(xì)胞來源。這一研究不僅豐富了我們對胎盤造血的認(rèn)識，還揭示了胎盤巨噬細(xì)胞的新起源。

　　研究人員首先通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，鑒定了胎盤中所有胎兒來源的細(xì)胞類型，并搭建了數(shù)據(jù)信息網(wǎng)站（http://liulab.ioz.ac.cn/Placenta_hematopoiesis/）。通過對胎盤內(nèi)皮細(xì)胞的深入解析，研究人員鑒定了一群特殊的并可被CD44標(biāo)記的動脈內(nèi)皮細(xì)胞。體外共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CD44+胎盤內(nèi)皮細(xì)胞具有生血潛能。隨后，通過比較胚胎期不同造血位點(diǎn)（卵黃囊、主動脈-性腺-中腎和胎盤）的內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組，研究人員發(fā)現(xiàn)Hoxa13特異性表達(dá)在胎盤內(nèi)皮細(xì)胞中。因此，研究人員將新構(gòu)建的Hoxa13CreER小鼠與熒光報告小鼠交配，并在特定時間對孕鼠進(jìn)行它莫西芬處理，以此體內(nèi)示蹤系統(tǒng)特異性標(biāo)記胎盤內(nèi)皮細(xì)胞。通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序?qū)oxa13+譜系細(xì)胞進(jìn)行分析，研究人員進(jìn)一步證實(shí)了胎盤生血內(nèi)皮細(xì)胞的存在。與此同時，體內(nèi)外功能實(shí)驗(yàn)證明Hoxa13+胎盤生血內(nèi)皮細(xì)胞可以直接貢獻(xiàn)巨噬細(xì)胞。此外，通過轉(zhuǎn)錄組預(yù)測分析，研究人員發(fā)現(xiàn)胎盤內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生兩種巨噬細(xì)胞亞型，參與免疫響應(yīng)、促進(jìn)血管發(fā)育和保護(hù)胎兒免受病毒入侵。

　　綜上所述，本文首次描繪了胎盤中胎兒來源的所有細(xì)胞類型，不僅為胎盤功能研究提供了重要的轉(zhuǎn)錄組資源，還擴(kuò)充了胎盤作為生血內(nèi)皮細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞來源的臨床應(yīng)用價值。中國科學(xué)院動物研究所博士研究生梁桂仙、博士后蔣祥祥和中國科學(xué)院營養(yǎng)與健康研究所博士研究生周純羽為該論文第一作者。上述工作得到科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目和中國科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)的資助。

　　https://doi.org/10.1016/j.devcel.2021.06.005

　　References

　　Gekas, C., Dieterlen-Lievre, F., Orkin, S.H., Mikkola, H.K., 2005. The placenta is a niche for hematopoietic stem cells. Dev Cell 8, 365-375.

　　Koushik, S.V., Wang, J., Rogers, R., Moskophidis, D., Lambert, N.A., Creazzo, T.L., Conway, S.J., 2001. Targeted inactivation of the sodium-calcium exchanger (Ncx1) results in the lack of a heartbeat and abnormal myofibrillar organization. FASEB J 15, 1209-1211.

　　Ottersbach, K., Dzierzak, E., 2005. The murine placenta contains hematopoietic stem cells within the vascular labyrinth region. Dev Cell 8, 377-387.

　　Rhodes, K.E., Gekas, C., Wang, Y., Lux, C.T., Francis, C.S., Chan, D.N., Conway, S., Orkin, S.H., Yoder, M.C., Mikkola, H.K., 2008. The emergence of hematopoietic stem cells is initiated in the placental vasculature in the absence of circulation. Cell Stem Cell 2, 252-263.

　　Rossant, J., Cross, J.C., 2001. Placental development: lessons from mouse mutants. Nat Rev Genet 2, 538-548.