研究亮点
– 单细胞RNA测序显示，复发性种植失败（Recurrent Implantation Failure，RIF）患者增殖期子宫内膜存在过度的炎性免疫细胞浸润。
– 研究确定了一条由HSP70/CCL7介导、驱动炎症发生的巨噬细胞-基质细胞通讯网络。
– HSP70通过PI3K信号通路诱导基质细胞产生CCL7，从而促进免疫细胞募集并诱导基质细胞衰老。
– 靶向HSP70/CCL7轴具有恢复子宫内膜容受性并预防RIF的治疗潜力。
研究背景
复发性种植失败（Recurrent Implantation Failure，RIF）是辅助生殖技术（Assisted Reproductive Technology，ART）中的一项重要临床挑战，即使移植了多枚优质胚胎，患者仍可出现胚胎着床失败。该病以多次尝试后仍未能成功植入为特征，严重影响夫妇的生育结局和心理健康。尽管子宫内膜异常，尤其是容受性受损，已被认为是导致RIF的重要因素，但其背后的分子和细胞机制仍未完全明确。
月经周期的增殖期位于蜕膜化和胚胎植入之前，是子宫内膜在生物学和免疫学层面为着床做准备的关键窗口期。子宫内膜由上皮细胞、基质细胞、血管细胞和免疫细胞等动态且异质的细胞群组成，并在周期性过程中不断重塑。不同的免疫-基质相互作用会影响局部微环境，但RIF患者在增殖期出现的特异性细胞改变及其病理性免疫串扰，尚未在高分辨率单细胞水平得到充分描绘。
研究设计
本研究采用单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）对RIF女性与匹配对照者的增殖期子宫内膜组织进行分析。该方法提供了细胞类型特异性转录变化及细胞间通讯模式的精细图谱，从而揭示子宫内膜微环境的基础特征。与此同时，还对外周血进行了scRNA-seq分析，以区分观察到的免疫异常是局限于子宫内膜，还是反映全身性免疫失调。
进一步的功能实验评估了来源于巨噬细胞的70 kDa热休克蛋白（70-kDa heat shock protein，HSP70）在调控基质细胞行为中的作用。将子宫内膜基质细胞暴露于HSP70后，采用RNA测序进行转录组分析。患者样本中HSP70和趋化因子CCL7的水平通过ELISA进行定量检测。通过Transwell迁移实验、定量PCR以及衰老相关β-半乳糖苷酶（senescence-associated β-galactosidase，SA-β-Gal）染色，实验性验证了巨噬细胞与基质细胞通过HSP70/CCL7轴的相互作用。PI3K信号通路的激活通过计算预测并经Western blot及相关实验予以证实。药理学抑制和中和实验进一步验证了该信号轴的功能意义。
主要发现
scRNA-seq分析揭示，RIF患者在增殖期形成了明显的促炎性子宫内膜微环境。与对照相比，T细胞、单核细胞和自然杀伤（natural killer，NK）细胞等免疫细胞的浸润显著增加。免疫细胞的增多与巨噬细胞和子宫内膜基质细胞之间的致病性串扰密切相关。
从机制上看，该炎症微环境中的巨噬细胞表现出HSP70表达上调。该伴侣蛋白通过激活PI3K信号通路作用于基质细胞，促进其分泌趋化因子CCL7。升高的CCL7进一步招募更多免疫细胞，放大局部炎性浸润。通过中和CCL7或抑制PI3K，可阻断这一正反馈机制，并减少免疫细胞募集。
值得注意的是，HSP70暴露及其下游炎症级联反应可诱导子宫内膜基质细胞衰老，表现为SA-β-Gal活性升高及基因表达谱改变。衰老的基质细胞蜕膜化能力受损，而蜕膜化对于胚胎植入至关重要。这些分子和细胞层面的异常提示，HSP70-CCL7轴可驱动炎症和基质功能障碍，从而导致RIF中的子宫内膜非容受性。
专家点评
Tang等人的研究为RIF中的免疫-基质相互作用提供了此前未知的重要机制学证据。于增殖期开展scRNA-seq分析尤具价值，因为这提示异常炎性重塑早于形态学上的着床窗口期发生。这一发现对既往观点提出了挑战；既往观点多认为炎症主要发生于蜕膜化过程中或之后。
HSP70作为一种众所周知的应激诱导蛋白，在此被揭示为关键的免疫致病因子。其通过PI3K信号促进CCL7生成并维持免疫细胞浸润的作用，为观察到的子宫内膜功能异常提供了生物学合理性。这些结果与日益增多的证据相一致，即免疫稳态对于成功着床至关重要，而过度免疫激活会损害生育能力。
从治疗角度看，调控HSP70/CCL7通路具有较强吸引力。旨在恢复巨噬细胞-基质细胞串扰平衡或抑制关键炎性介质的干预措施，可能改善RIF患者的子宫内膜容受性和妊娠结局。然而，仍需进一步的体内及临床研究，才能将这些发现转化为治疗方案。其局限性包括样本量相对较小，以及需要在纵向队列中确认因果关系。
结论
这项开创性的单细胞转录组分析阐明了HSP70和CCL7介导的巨噬细胞-基质细胞通讯失调，如何在增殖期建立促炎性的子宫内膜环境。由此引发的免疫细胞浸润和基质细胞衰老会损害蜕膜化与胚胎植入，提示其是驱动RIF的重要免疫致病因素。这些认识加深了我们对着床失败分子基础的理解，并为通过靶向免疫-基质相互作用来提高ART成功率的创新治疗策略铺平道路。
未来研究应聚焦于HSP70/CCL7轴靶向干预的临床转化，并探索其在不同患者人群中的适用性。将免疫调节治疗与常规ART相结合，有望克服RIF并满足尚未被满足的生殖需求。
