胚胎植入是人类妊娠建立的关键环节。受精后6至7天，囊胚与处于容受状态的子宫内膜发生对位、黏附，随后由滋养层细胞侵入蜕膜，与母体建立稳固的生理连接。植入失败与早期妊娠丢失是影响育龄女性生殖健康的重要问题，然而由于伦理和技术限制，人类植入起始阶段的细胞与分子事件长期缺乏直接的研究手段。近年来，干细胞来源的类囊胚与激素响应型子宫内膜模型相继建立，为体外人类胚胎植入研究提供了新的可能。

10月27日，同济大学生命科学与技术学院高绍荣院士、王译萱教授团队在《自然—细胞生物学》（Nature Cell Biology）期刊发表题为“A three-dimensional human co-culture system reveals reciprocal embryo–endometrial adaptation at implantation onset”的研究论文。研究以子宫内膜组装体（endometrial assembloid，EnAo）为基础，分别与人工类囊胚（blastoid）和人天然囊胚（blastocyst）建立三维共培养体系，结合时间序列单细胞转录组分析与功能干预实验，鉴定出一类由胚胎–子宫内膜互作诱导产生的新型滋养层细胞亚群，并揭示了植入起始阶段胚胎与子宫内膜的双向适应。

研究团队将子宫内膜上皮类器官与基质细胞组装为EnAo，经激素处理后使其达到类似分泌中期（植入窗口期）的容受状态。植入类囊胚后，可观察到黏附（attachment）与侵入（invasion）的完整过程，并形成含羊膜腔样（amniotic cavity）与卵黄囊腔样（yolk sac cavity）结构的双层胚盘样（bilaminar disc-like）结构。时间序列单细胞转录组显示，滋养层细胞沿CTB→PreSTB→STB逐步分化；同时，共培养驱动子宫内膜细胞上调PAEP、LIF等腺体分泌基因并增强蜕膜化，体现出胚胎与子宫内膜之间的双向适应。

研究进一步鉴定出一类仅在共培养中出现的诱导型滋养层细胞（induced trophoblasts，i-TBs）。该群细胞源自CTB，但偏离经典的STB分化轨迹，上调表达MMP3、MMP7、MMP10等基质金属蛋白酶基因，并富集细胞外基质重塑和细胞迁移相关通路。该SDC1⁺MMP7⁺细胞状态的产生依赖于蜕膜化的基质细胞，研究者同时利用多个独立体系完成了该群体的重复验证；并进一步解析了滋养层细胞与母体子宫内膜细胞的通讯互作，功能实验表明，敲除CSF3R后，类囊胚的扩张能力显著下降，SDC1⁺MMP7⁺细胞比例明显减少，提示基质细胞来源的CSF3–CSF3R信号参与介导该诱导型滋养层细胞群体的建立。

综上，该研究利用人类胚胎–子宫内膜三维共培养体系，鉴定出一类由胚胎–内膜互作诱导产生、以SDC1⁺MMP7⁺为标志并富集侵袭相关特征的滋养层细胞新群，明确其产生依赖蜕膜化的基质微环境并受CSF3–CSF3R信号调控；同时发现子宫内膜在胚胎植入过程中以增强蜕膜化与腺体分泌应答，为解析人类早期植入的细胞与分子机制提供了重要的研究平台。该研究还得到英国剑桥大学生理、发育系Thomas M. Rawlings教授的同期“News & views”专栏述评。

同济大学生命科学与技术学院毕焱副教授、涂志奋副教授、张辛豹博士、博士研究生胡金典和陈彻为论文共同第一作者，高绍荣院士、王译萱教授为共同通讯作者。重庆医科大学李竞宇、黄国宁教授以及嘉兴大学附属妇幼保健院车璇教授提供了大力支持。该研究获得了科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41556-026-02106-4