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在哺乳动物中，胎盘形态千差万别——从人类的盘状胎盘、牛的子叶状胎盘，到猪的弥散型胎盘和狗的带状胎盘。尽管形态各异，但不同物种胎盘在分子层面究竟如何演化、又为何人类更容易患上子痫前期和流产，此前一直缺乏系统性的解答。
2026年5月9日，西北农林科技大学姜雨教授、郑以教授，以及北京理工大学肖振宇研究员、西北农林科技大学王喜宏副教授团队，在《自然·通讯》上发表题为《Cross-species insights into placental evolution and diseases at the single-cell resolution》的论文。研究团队整合了十种代表性哺乳动物（包括人、猴、小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、牛、山羊和猪）近30万个单细胞转录组数据，首次构建了覆盖四种主要胎盘类型的跨物种单细胞图谱。
研究者通过比较分析发现，胎盘中的滋养层细胞是驱动胎盘形态和功能多样化的核心因素。滋养层细胞在不同物种间的转录组差异最大，演化速度也显著快于胎盘中的其他细胞类型（如基质细胞、内皮细胞和免疫细胞）。利用拟时序分析，团队重建了各物种滋养层细胞的分化路径：在人类、猴和狗等具有侵袭性胎盘的物种中，细胞滋养层可分化为侵袭性绒毛外滋养层和融合性合体滋养层；而在牛、山羊等反刍动物中，单核滋养层细胞通过核内复制形成双核滋养层细胞，而非细胞融合——这一过程受到细胞周期调控因子的精细控制。
尤为引人关注的是，子痫前期相关基因在人类滋养层细胞分化过程中出现特异性上调，而在其他物种中则表现为下调或无显著变化。进一步分析显示，人类绒毛外滋养层中富集的子痫前期高风险基因数量是其他五种盘状胎盘动物的1至2倍，致病性也高出两倍以上。这提示，人类为增强滋养层侵袭能力以保证胎儿营养供给，可能在演化中付出了更高的妊娠并发症风险代价。
研究团队还通过整合全基因组关联分析数据和单细胞转录组数据，鉴定出与复发性流产密切相关的细胞类型——滋养层细胞、间充质基质细胞和巨噬细胞，并筛选出一批关键风险基因。在此基础上，他们发现转录因子TGIF1在人类侵袭性滋养层中具有高度特异性活性。通过在人滋养层干细胞和HTR-8/SVneo细胞中敲低TGIF1，细胞增殖、迁移和黏附能力显著下降。CUT&Tag实验进一步证实，TGIF1可直接结合ADAM12、WNT3A、ZNF831等多个与子痫前期和流产相关基因的调控区域。
这项研究不仅为理解胎盘演化的分子机制提供了全新框架，也为子痫前期和复发性流产的动物模型选择及潜在治疗靶点开发指明了方向。
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