《The FASEB Journal》：Multi-Omics Data Reveal Estrogen-Driven Dysregulation and Stromal-Epithelial Signaling Alterations in Endometrial Polyps
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这篇研究性论文利用单细胞转录组测序、空间转录组和体外类器官模型，系统揭示了子宫内膜息肉（EPs）的发生与雌激素信号异常活化、基质-上皮细胞WNT/IGF/VEGF信号交互异常、上皮细胞基因组不稳定性（CNVs）及免疫微环境（T细胞功能失调）重塑密切相关。研究明确了基质细胞是调控息肉形成的关键枢纽，为理解其发病机制和寻找治疗靶点提供了多维度新见解。
单细胞转录组图谱揭示子宫内膜息肉中的细胞异质性
本研究通过对来自4例子宫内膜息肉患者和2名健康对照的子宫内膜组织进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），构建了包含超过6万个细胞的转录组图谱。通过统一流形逼近与投影（UMAP）降维和聚类分析，共鉴定出10种主要细胞类型，包括上皮细胞、纤毛上皮细胞、基质细胞、内皮细胞、T细胞、NK细胞、肥大细胞、B细胞、巨噬细胞和周细胞。其中，基质细胞是最丰富的细胞类型，占总细胞的64.13%。与正常子宫内膜相比，息肉和息肉旁组织表现出基质细胞比例下降，而T细胞和周细胞比例上升的趋势，提示息肉组织中存在免疫状态改变和血管生成增强。细胞周期分析进一步显示，息肉组织中基质细胞、NK细胞和上皮细胞处于S期和G2/M期的比例更高，表明细胞增殖活动更为活跃。
息肉上皮细胞中增强的雌激素应答、增殖与炎症信号
为探究息肉中上皮细胞增生的驱动因素，研究聚焦于雌激素信号通路。免疫荧光和免疫组化分析发现，息肉上皮细胞中孕激素受体（PGR）和增殖标记物Ki67的阳性细胞比例显著高于正常组织，而上皮细胞中雌激素受体（ESR）的表达无显著差异，提示存在选择性的孕激素相关增殖程序活化。单细胞水平的基因表达分析进一步证实，在息肉组中，纤毛上皮、非纤毛上皮、基质和内皮细胞均表现出更高的PGR表达水平以及雌激素相关基因集的富集分数。对上皮细胞差异表达基因（DEGs）的功能分析显示，与正常组织相比，息肉上皮细胞中与“NF-κB信号通路”、“上皮细胞增殖”和“雌激素信号通路”相关的基因被上调，而与氧化磷酸化、ATP合成等代谢过程相关的基因被抑制，表明息肉上皮细胞呈现出增殖和雌激素信号活化增强但代谢活性降低的独特状态。
子宫内膜息肉中具有低细胞毒性特征的T细胞
慢性子宫内膜炎是息肉形成的风险因素之一。本研究对息肉组织中的免疫状态，特别是T细胞功能进行了深入分析。研究鉴定出CD4 T细胞、CD8 T细胞、调节性T细胞、粘膜相关恒定T细胞和效应T细胞5个T细胞亚群。尽管各亚群比例在对照组、息肉旁组和息肉组间无显著差异，但功能评分分析揭示，息肉旁和息肉组织中的T细胞，其细胞毒性、细胞因子产生和耗竭相关基因的评分均低于对照组。值得注意的是，炎症转录因子STAT1在息肉组的CD4和CD8 T细胞中高表达。对细胞因子和生长因子的表达谱分析发现，息肉组织高表达IL-12、IL-18、IL-1A、IL-6和GM-CSF等促炎因子，而息肉旁和对照组则更多表达IL-15、IL-1β等。这些发现提示，息肉微环境中存在一种伴有特定炎症因子谱的低细胞毒性T细胞状态，可能共同促进了息肉的形成。
息肉上皮亚群的基因组改变与转录调控
为探究上皮细胞异常增生的潜在原因，研究基于基因表达谱推断了上皮细胞的拷贝数变异（CNV）。以正常基质细胞为参照，分析发现息肉上皮细胞在3、4、14和16号染色体上存在频繁的CNV。根据CNV水平，上皮细胞可进一步划分为5个亚群，其中亚群2和5具有高CNV水平。功能富集分析显示，高CNV亚群（如亚群5）的基因与纤毛组装、中心体等功能相关。利用单细胞调控网络推断与聚类（SCENIC）分析，研究鉴定了不同上皮CNV亚群中特异活化的转录因子，例如亚群2中的IRF1、FOS、JUN、STAT1，亚群4中的ZNF217、KLF6，以及亚群5中的TCF7等。这些发现揭示了息肉上皮细胞内部存在的基因组不稳定性和转录异质性。
子宫内膜息肉中基质与上皮细胞间的WNT信号交互发生改变
WNT信号通路在雌激素驱动的上皮增殖中扮演重要角色。研究首先对基质细胞进行细分，鉴定出8个基质亚群（S0-S7），并对上皮细胞进行分型，主要关注SOX9+上皮细胞和纤毛上皮细胞。细胞通讯分析（CellChat）显示，在正常对照组，WNT信号主要局限于基质亚群S0内部。而在息肉组，异常的WNT信号增强发生在基质亚群S1、S3与SOX9+上皮细胞之间。具体而言，基质亚群S1和S3中WNT2和WNT5A配体的表达在息肉组显著上调，而上皮细胞则高表达其受体FZD3、FZD6和LRP6。配体-受体相互作用分析进一步证实，息肉组中WNT2/4-FZD3/6-LRP6的信号对显著上调。这些结果提示，特定基质亚群通过增强的WNT信号驱动SOX9+上皮细胞增殖，是息肉发病的关键机制。
细胞通讯分析揭示息肉中基质中心信号网络的改变
为进一步解析息肉中细胞间通讯网络的整体变化，研究进行了全面的CellChat分析。结果显示，与对照组相比，息肉组中基质细胞的传入信号显著减少，而基质细胞作为信号发送者，向上皮细胞、内皮细胞、巨噬细胞和T细胞的传出信号则明显增强。在具体的信号通路层面，息肉组中IGF（胰岛素样生长因子）和VEGF（血管内皮生长因子）通路的通讯强度显著升高。其中，IGF信号主要从基质细胞发出，作用于上皮细胞；VEGF信号同样源于基质细胞，主要靶向内皮细胞，促进血管重塑。定量PCR实验证实，息肉组织中IGF1和VEGFA的mRNA表达水平确实显著高于正常组织。这些发现强调了基质细胞在息肉发生中的中心枢纽作用，其通过异常活化的WNT、IGF、VEGF等多条通路，协同驱动上皮增生和血管生成。
空间转录组学与独立单细胞数据集验证上皮-基质WNT信号增强
为在空间层面验证上述发现，研究利用了已发表的子宫内膜癌空间转录组数据。分析显示，基质亚群S1/S3与SOX9+上皮细胞在空间上存在共定位，并且在共定位程度高的区域，WNT配体和受体的表达评分也更高。此外，研究还将本数据的基质和上皮细胞映射到另一个独立的子宫内膜癌单细胞数据集。整合分析发现，在从正常内膜、不典型增生到子宫内膜癌的恶性进展过程中，基质细胞整体WNT配体表达呈下降趋势，但在S1和S3亚群中，WNT2和WNT5A的表达仍维持较高水平。细胞通讯分析同样在该数据集中观察到了基质亚群S3与SOX9+上皮细胞之间增强的WNT信号交互。生存分析还提示，在子宫癌肉瘤中，WNT配体高表达与患者不良预后相关。这些跨数据集和空间技术的验证，共同支持了基质-上皮WNT信号增强在子宫内膜病变（从息肉到癌症）中的重要作用。
上皮细胞本身的转录组学改变也促进子宫内膜息肉发育
除了异常的细胞间通讯，上皮细胞自身的内在转录改变也可能驱动息肉形成。为验证这一点，研究分别从正常和息肉组织中分离腺上皮细胞，并在体外建立了子宫内膜腺体类器官模型。通过使用雌二醇（E2）处理7天模拟增殖期环境，并对类器官进行批量RNA测序。主成分分析显示，无论是否经过E2处理，息肉来源的类器官与对照类器官在转录组上都能清晰区分。差异表达分析鉴定出一组在息肉类器官中（无论E2处理与否）共同上调的基因，这些基因在细胞粘附分子、生长因子活性、Th1/Th2细胞分化、炎症反应及NF-κB信号通路等方面显著富集。而共同下调的基因则富集在经典WNT信号通路的负调控等通路。这些结果表明，息肉上皮细胞本身已发生了稳定的转录重编程，倾向于促炎症和增强细胞粘附/生长因子信号，这独立于雌激素刺激，是促进息肉病变发展的内在因素。
总结与展望
本研究通过多组学整合分析，系统描绘了子宫内膜息肉的细胞与分子全景。研究指出，息肉的形成并非单一因素导致，而是雌激素信号异常驱动下，由基质细胞（通过WNT、IGF、VEGF等通路）、发生基因组不稳定和转录重编程的上皮细胞、以及功能失调的免疫微环境（低细胞毒性、特定炎症因子谱）共同构成的复杂生态系统失衡的结果。其中，基质细胞作为信号枢纽的角色尤为关键。这项研究为深入理解子宫内膜息肉的发病机制提供了新的视角，并为未来开发针对基质-上皮交互轴或免疫微环境的治疗策略提供了潜在靶点。未来的研究可通过扩大样本量、结合空间转录组和表观遗传学 profiling，并在包含腔上皮的子宫内膜组装体模型中进行功能验证，以更全面地揭示息肉发生发展的动态过程。
