文獻(xiàn)解讀：人胎盤合體滋養(yǎng)層細(xì)胞的單核多組學(xué)分析

圖 1

2. 妊娠早期人胎盤STB的核異質(zhì)性和分化軌跡分支
首先使用snRNA-seq、snATAC-seq和整合的UMAP觀察了STB核分離成亞簇（圖1b，f，i）。為了研究妊娠早期STB內(nèi)核異質(zhì)性的細(xì)節(jié)，對(duì)來自eSTB及其祖細(xì)胞eCTB的23,702個(gè)核進(jìn)行了聚焦分析，如圖1b所示�；�于snRNA-seq數(shù)據(jù)集確定了10個(gè)亞群，包括4個(gè)eCTB亞群（簇7、9、6和11、DNMT1，在妊娠早期）和6個(gè)eSTB亞群（8、2、10、1、3、4、5、PSG8和CGA）（圖2a和補(bǔ)充圖3a）。對(duì)于eCTB亞群，注釋了eCTB增殖（7、MKI67）、eCTB融合（11、ERVFRD-1）和兩個(gè)中間群eCTB1(9)和eCTB2(6)。的eCTB子集群注釋與之前的研究結(jié)果一致27。scRNA-seq和snRNA-seq結(jié)果之間的一致性證實(shí)了的分析方法的可靠性。有趣的是，在eSTB核亞簇中觀察到了不同的基因表達(dá)模式(圖2a），分叉的發(fā)展軌跡源于一個(gè)共同的親代，這些STB子集群STB核（eSTB新生）向兩個(gè)成熟的轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳水平，即eSTB-1和eSTB-2。
 

圖 2

3. 妊娠早期STB中的亞型特異性增強(qiáng)子-基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
為了研究早期信號(hào)通路中基因的反應(yīng)模式，根據(jù)每個(gè)細(xì)胞簇中不同時(shí)間點(diǎn)的eSTB的異質(zhì)性和譜系規(guī)范，使用liger45進(jìn)行了交叉模態(tài)整合分析，并根據(jù)整合分析將所有eSTB核分為9個(gè)聚類（圖3a）。連接數(shù)據(jù)集識(shí)別的主要STB核亞型與snATAC-seq或snRNA-seq單獨(dú)識(shí)別的STB核亞型相當(dāng)（補(bǔ)充圖5a、b和補(bǔ)充說明9）。試圖確定不同STB核亞型的主調(diào)控因子，并沿著妊娠早期推斷的分化軌跡描繪它們的調(diào)控景觀。使用MACS2來識(shí)別候選的順式調(diào)節(jié)元件（cCREs）46。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，分別對(duì)每種細(xì)胞類型進(jìn)行了峰值調(diào)用。隨后，合并了所有已鑒定出的峰，結(jié)果在所有CTB亞簇和STB亞簇中共鑒定出274,189個(gè)順式元素。在這些元素中，~值為8.66%（23,746），表現(xiàn)出核亞型特異性的可及性(圖3b）；發(fā)現(xiàn)了與SH3TC2、FLT1、PAPPA、ESRRG、OVOL2、STAT5A、HIF1A和CEBPB基因相關(guān)的cCREs沿STB核STB核分化路徑的可及性動(dòng)態(tài)（圖3b，補(bǔ)充圖4和補(bǔ)充說明10）。還提名了可能作為引導(dǎo)STB核分化為兩種軌跡的主調(diào)控因子（圖3c和補(bǔ)充說明11）。
 

圖 3

4. 在妊娠后期發(fā)現(xiàn)了成熟的STB核的異質(zhì)性和功能
為了系統(tǒng)地研究人類胎盤STB在妊娠后期的發(fā)展，檢測(cè)了來自STB和CTB核的大規(guī)模單核轉(zhuǎn)錄組（23981個(gè)核）和表觀基因組（24692個(gè)核）數(shù)據(jù)集。質(zhì)量控制（補(bǔ)充圖7a-d）的CTB亞型注釋見補(bǔ)充說明15。以前用于妊娠早期核類型分類的基因集在妊娠晚期樣本中顯示出顯著的一致性（圖5a、b，補(bǔ)充圖7e、f和補(bǔ)充表3）。聚類11和聚類6被歸類為妊娠晚期STB的兩種新生核類型，其中SH3TC2高表達(dá)（STB新生1和lSTB新生2）。PAPPA的表達(dá)在妊娠后期顯著增加，并在5個(gè)STB亞群中存在，包括簇4（STB成熟1-a）、簇1（STB成熟1-b）、簇3（STB成熟1-a）、簇2（STB成熟1-b）和簇7（STB成熟1-c）。相比之下，F(xiàn)LT1僅在第5簇（STB成熟2-a）中檢測(cè)到表達(dá)，部分在第8簇（STB成熟2-a）中檢測(cè)到表達(dá)，這代表了妊娠晚期STB的一小部分細(xì)胞核(圖5a）為了進(jìn)一步揭示驅(qū)動(dòng)STB核異質(zhì)性的分子機(jī)制，并將新注釋的STB核亞簇放置在一個(gè)確定的軌跡上，進(jìn)行了偽時(shí)間分析（圖5c，d）。用靶向PSG8、SH3TC2、LEP、PAPPA和FLT1基因的探針對(duì)妊娠后期的胎盤進(jìn)行染色。FLT1和PAPPA的smFISH結(jié)果表明，有相當(dāng)一部分STB核表現(xiàn)出PAPPA的表達(dá)，這與的生物信息學(xué)分析一致（圖5f和補(bǔ)充說明17）。
 

圖 4

參考文獻(xiàn)：
[1] Wang M , Liu Y , Sun R ,et al.Single-nucleus multi-omic profiling of human placental syncytiotrophoblasts identifies cellular trajectories during pregnancy[J].Nature Genetics, 2024, 56(2):294-305.DOI:10.1038/s41588-023-01647-w.