圖 1

2. 妊娠早期人胎盤(pán)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(lái)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(lèi)（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(shuō)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(lái)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(lèi)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(shuō)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(shuō)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(lèi)胎盤(pán)STB在妊娠后期的發(fā)展，檢測(cè)了來(lái)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(jiàn)補(bǔ)充說(shuō)明15。以前用于妊娠早期核類(lèi)型分類(lèi)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(lèi)11和聚類(lèi)6被歸類(lèi)為妊娠晚期STB的兩種新生核類(lèi)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(pán)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(shuō)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.