Spatially resolved transcriptomic profiling of placental development in dairy cow

胎盘在哺乳动物的成功繁殖中起着至关重要的作用。反刍动物具有半侵入性胎盘，其特征是高度血管化的结构，由母体子宫内膜痈和胎儿胎盘子叶形成。这种特殊的胎盘对于胎儿发育至足月至关重要。牛胎盘由至少两个滋养层细胞群组成，包括单核 （UNC） 和双核 （BNC） 细胞。然而，目前无法描述胎盘自然环境的转录组动力学，导致对滋养层细胞和生态位之间的分子和细胞相互作用以及控制滋养层分化和功能化的分子机制的理解不足。为了填补这一知识空白，我们采用了空间转录组学技术Stereo-seq，在妊娠90天和130天时以近乎单细胞分辨率生成了牛胎盘中空间基因表达模式的图谱，并获得了高分辨率、空间分辨的牛胎盘基因表达谱。基于聚类和细胞标志物基因表达，揭示了YBX1和NPAS2等关键转录因子调控滋养层细胞亚群的异质性。细胞通讯和轨迹分析为理解牛胎盘微环境中的细胞间相互作用和滋养层分化为BNC提供了一个框架。细胞轨迹的差异分析确定了一组参与调节滋养层分化的基因。此外，我们还确定了在塑造特定组织结构中起关键作用的空间模块和共变异基因。总之，这些基础信息有助于发现牛胎盘发育和功能的重要生物学途径。