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在怀孕期间，胎盘和胎儿的营养分配对胎儿和母亲的健康至关重要。然而，胎盘滋养细胞中营养物质代谢和分配的调控机制尚不清楚。
2024年7月30日，中国科学院动物研究所黄仕强、王雁玲、王红梅共同通讯在Cell Stem Cell（IF=20）在线发表题为“Acetyl-CoA metabolism maintains histone acetylation for syncytialization of human placental trophoblast stem cells”的研究论文，该研究乙酰辅酶A代谢维持人胎盘滋养细胞干细胞的组蛋白乙酰化。在这里，研究人员使用人类妊娠早期胎盘样本和人类滋养层干细胞(hTSCs)发现，葡萄糖代谢在hTSCs和细胞滋养层细胞中高度活跃，但在合胞过程中，葡萄糖代谢降低到基础水平，仍然是补充乙酰辅酶A和分化潜力所必需的。补充乙酸可以通过补充乙酰辅酶A和维持组蛋白乙酰化来挽救糖酵解缺乏的合胞滋养细胞融合，从而挽救合胞基因的激活。即使是短暂的糖酵解缺乏也会永久性地抑制分化潜能和促进炎症，在体内也可以通过短暂补充乙酸永久地挽救。这些结果表明，hTSCs在合胞过程中仅保留基础糖酵解乙酰辅酶A代谢，通过营养反应性组蛋白乙酰化调节细胞命运，这对人们理解胎盘和胎儿营养之间的平衡具有重要意义。
在妊娠期间，胎盘是连接母体和胎儿的重要瞬时器官，它不断地向胎儿输送氧气、营养物质和代谢物，维持胎儿的正常生长发育。胎盘发育是一个复杂的过程，包括胚泡期单层胚滋养外胚层(TE)向致密、多核、多细胞和多层器官的转变。由于胎盘在怀孕期间的快速生长，胎盘也是一个耗能器官。研究表明，母体血液中大约30%的葡萄糖可以被羊胎盘利用。胎盘合理分配营养物质对胎儿和胎盘的正常生长及妊娠期健康至关重要。胎盘发育和炎症异常，再加上营养分配或代谢异常，常导致多种妊娠相关疾病，如复发性自然流产(RSA)、先兆子痫(PE)、胎儿生长受限(FGR)等，严重者可导致胎儿死亡。越来越多的研究发现，细胞代谢不仅提供能量(分解代谢)或生物合成大分子(合成代谢)，而且在细胞命运调节和信号转导中起着重要作用，特别是通过中间代谢物。例如，哺乳动物胚胎干细胞(ESCs)倾向于利用糖酵解和谷氨酰胺酵解进行自我更新，但在初始转化或分化时，糖酵解会减少，氧化磷酸化(OxPhos)会增加。在分化过程中，糖酵解衍生的乙酰辅酶A (CoA)不仅为三羧酸循环(TCA)提供底物，还参与组蛋白乙酰化以调节基因表达，提示ESCs中代谢中间体与开放染色质调节之间存在联系。然而，考虑到胎盘的重要代谢功能，令人惊讶的是，关于葡萄糖代谢是否以及如何调节胎盘中滋养层细胞的命运，仍知之甚少。在这项研究中，作者描述了人胎盘中原发性CTBs和hTSCs向STBs分化过程中葡萄糖相关的代谢组学特征，并揭示了CTBs和hTSCs从高糖酵解到STBs基础糖酵解水平的转变。正如糖酵解抑制和代谢物补充的特异性所显示的那样，hTSCs的适当分化和合胞需要这种剩余的基础糖酵解活性的最佳水平。补充乙酸，补充乙酰辅酶A，可以特异性地恢复糖酵解抑制对hTSC合胞的负面影响。转录组学和表观基因组学分析表明，糖酵解乙酰辅酶A代谢可以维持组蛋白H3K9/18/ 27和H4K16乙酰化，这对于胎盘合胞基因的适当激活和促炎滋养细胞命运的抑制至关重要。这些发现也在体内hTSC的异种移植模型中得到证实。该研究揭示了hTSC分化过程中的代谢程序，并阐明了葡萄糖代谢物在决定人胎盘滋养层细胞命运中的表观遗传学作用。这些发现对人们理解妊娠期间葡萄糖代谢和胎盘营养分配的短暂变化如何直接影响胎盘和胎儿发育具有重要意义。
https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(24)00253-4#%20![]()
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