胚胎發育過程中需要形成特殊的母胎界面來呵護胎兒的正常發育。母胎界面包括大量蛻膜自然殺傷細胞(dNK),這種細胞在妊娠前三個月占淋巴細胞總量的70%,如此大量存在的dNK細胞在胚胎發育中發揮何種作用,尚不清楚。近日,中國科學技術大學免疫學研究所教授魏海明、田志剛課題組合作發現,在人和小鼠早期妊娠蛻膜組織局部存在大量CD49a+Eomes+NK細胞亞群,通過分泌生長因子促進胚胎的發育。缺失這種可以分泌生長因子的NK細胞,會出現胚胎生長受限現象。12月19日,相關研究成果發表在Immunity上。
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胚胎發育受限和反復流產是臨床常見的妊娠相關疾病,與母胎免疫系統微環境異常密切相關。課題組通過全基因篩選,比較了蛻膜NK細胞和外周血NK細胞功能基因差異,發現早期妊娠蛻膜NK細胞高表達PTN、OGN等對胚胎早期發育非常重要的生長因子。胚胎來源的絨毛外滋養層細胞表達的HLA-G與蛻膜NK細胞相互作用,誘導NK細胞大量表達生長因子,促進胚胎發育。在反復流產病人中發現蛻膜NK細胞表達生長因子能力顯著下降,不能支持早期胚胎的正常發育。
在對小鼠妊娠模型的研究中發現,Nfil3轉錄因子對保障CD49a+Eomes+NK細胞亞群的功能非常重要。缺失該轉錄因子,小鼠母胎界面NK細胞大幅減少,宮內胚胎發生嚴重生長受限。此外,研究發現,高齡妊娠時流產及胚胎生長受限的發生率更高,利用老齡小鼠模型研究其中機理,發現老齡鼠蛻膜NK細胞雖數量變化不大,但分泌生長因子的能力顯著降低。
為了挽救由于NK細胞分泌生長因子減少導致的胚胎生長受限,課題組在體外用骨髓造血干細胞誘導出蛻膜樣NK細胞,并對小鼠進行靜脈過繼轉輸治療,轉輸后的老齡鼠和生長因子缺陷鼠妊娠結局明顯改善,胚胎生長受限緩解。該研究發現了NK細胞在蛻膜組織局部具有獨特的促進胚胎發育的生理學功能,所探索的定向誘導特定功能NK細胞過繼轉輸方案,為臨床治療胚胎生長受限和反復流產等相關疾病提供了新思路。
研究工作得到了國家自然科學基金的資助。
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