8月27日，省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室、半岛平台灵长类转化医学研究院教授李天晴和云南省第一人民医院生殖医学科主任马艳萍合作在国际著名学术期刊《尖端科学》（Advanced science）在线发表题为《利用气液界面培养方法体外构建完整人类子宫内膜的类器官模型》的研究长文。

该研究首次构建了一个新的子宫内膜类器官（ALI-EnAo），其具有完整的腔上皮和腺上皮结构。这种类器官将腺上皮和子宫内膜基质细胞结合，并采用改进的细胞外基质和气液界面方法进行培养。通过和体内内膜组织的一系列的比较分析，揭示了子宫内膜类器官能够再现子宫内膜的特征，包括解剖结构、细胞组成、激素诱导的月经周期性变化和基因表达谱。此外，还复制了着床窗和动态纤毛形成的基因表达模式，这对胚胎植入是至关重要的。该模型为深入研究胚胎植入、子宫内膜疾病和再生的机制提供了一个全新平台。

图1 利用气液界面培养方法构建具有腔上皮的人子宫内膜类器官（ALI-EnAo）

研究人员首先通过一系列实验，优化了上皮细胞和基质细胞共培养的最佳比例，并改善了培养类器官的细胞外基质，使之物理硬度及生理环境更利于子宫内膜细胞的生长发育。为了使该类器官形成具有激素反应性的功能腔上皮结构，研究人员使用气液界面培养方法，模拟体内子宫内膜腔面仅被粘液层覆盖的上皮结构的特殊体内环境。最终形成包含腔上皮、腺上皮及基质细胞的内膜类器官，准确再现了体内子宫内膜的细胞组成、解剖结构和月经周期性变化等特征。

为了进一步验证内膜类器官和体内组织是否在分子水平也具有相似性，研究人员通过单细胞测序对体内组织及体外类器官进行了细胞和分子图谱的对比分析。结果显示，该子宫内膜类器官不仅在细胞亚群构成和基因表达方面与体内子宫内膜相似，还重现了内膜细胞对应的转录图谱，阐明了不同细胞亚群行使的生理功能。研究人员从转录水平和染色分析表征了类器官中腔上皮和腺上皮的存在，揭示了和体内腔/腺分布及基因表达模式的相似性。

最后，该研究通过气液界面培养及普通液面下培养的类器官SC-EnAo比较研究，揭示了气液界面培养方法通过上调上皮细胞极性、促进纤毛形成、蜕膜化及分泌功能、调节WNT信号和WOI相关的基因，改善内膜类器官的细胞组成、解剖结构和基因表达模式。

图2 ALI-EnAo具有与体内子宫内膜相似的基因表达和结构

研究人员表示，该研究建立的这个具有完整腔上皮和腺上皮结构的子宫内膜类器官模型，可以用于研究不孕症和反复种植失败等疾病，并可促进辅助生殖技术的个性化和精确治疗。此外，该模型也为深入研究复杂的人类母胎互作奠定了基础。