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怀孕最令人困惑的方面之一就是为什么母亲的免疫系统不会伤害发育中的胎儿,因为胎儿很像入侵的微生物,它充满了外来物质。现在,研究人员已经抓住了错综复杂的分子谈判,这有助于保持胎儿和妈妈的安全,直到婴儿分娩。

“这其中的复杂性令人惊叹。”没有言语该项工作的马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所的免疫学家Sumati Rajagopalan说,“了解这种沟通最终有助于减少流产和其他妊娠并发症。”

英国剑桥Wellcome Sanger研究所的计算生物学家Sarah Teichmann说:“这种复杂的沟通通常起源于怀孕的最初几天,当胚胎开始进入蜕膜,即子宫内膜。此时母胎界面尚不清楚,但对于成功怀孕至关重要。”

因此,Teichmann和她的同事决定在此期间检查来自母亲和胎儿的单细胞的基因活性。Teichmann团队研究了7000个白细胞和来自胎盘和蜕膜组织的细胞,这些细胞来自在妊娠6-14周之间终止妊娠的女性。

研究团队使用单细胞转录组学技术评估每个细胞的基因活性,获得哪些蛋白质存在并确定每个细胞是什么。由此确定了35种类型的细胞,一些是新发现的,一些是已知的,包括侵入母体组织的各种胚胎细胞,有助于触发母亲与胎儿之间血管连接的形成。

研究团队还检测了多种免疫细胞,包括几种所谓的自然杀伤细胞,它们通常会破坏受感染的细胞和肿瘤细胞。然后,他们对现有的蛋白质相互作用数据库进行了梳理,以确定哪些细胞在这些蛋白质连接的基础上相互作用。

研究团队在《自然》杂志上报告说,入侵的胚胎细胞刺激母细胞产生一些能够控制免疫反应的免疫细胞。该团队还意识到,至少有一些母亲的自然杀伤细胞是维和人员,而不是战士,阻止其他免疫细胞攻击胎儿并产生促进胎儿生长和血管连接的化学物质。这些自然杀伤细胞部分地由蜕膜中称为基质细胞的某些细胞控制。

“我们现在可以详细了解它们如何相互沟通。” Teichmann说,“我们的研究结果还揭示了多层免疫调节,这些调节以前没有被认可。”但Rajagopalan认为还有更多的互动需要探索。为此,Teichmann团队建立了一个在线数据库,以帮助其他研究人员做到这一点。