Science Advances；着床瞬间不再神秘！人源子宫内膜芯片实时捕获极滋养层粘附与谱系重排

一枚完美的囊胚被移植进子宫。接下来发生什么，没人知道。

它贴上了吗？贴得够不够牢？什么时候开始贴的？这些问题被子宫这个黑暗的器官牢牢锁住。医生能做的只有等待。几天后抽血查HCG，或者等月经是否如期而至。着床——这个决定妊娠成败的第一步，在人类历史上几乎一直是黑箱。

近日，

Science Advances

发表了一项研究。一块巴掌大的芯片，第一次把这个黑箱打开了。

这块芯片叫ADOC。研究人员从患者子宫内膜活检组织中分离出上皮细胞和基质细胞，分别种在芯片的上下两个通道。上层上皮细胞恢复了微绒毛和紧密连接，重现了成熟内膜的极性与屏障功能。下层基质细胞在上皮信号的持续影响下保持活跃。用雌激素和孕激素模拟分泌期后，基质细胞形态大变。从长条形转为圆形，体积增大，大量释放胰岛素样生长因子结合蛋白1和催乳素。单细胞测序显示，激素处理后的上皮细胞高表达PAEP和SPP1等分泌期标志物，基质细胞启动了

血管

生成和蜕膜化相关基因程序。整体转录组特征与人体真实分泌期子宫内膜几乎一致。

图1. 体外粘附动力学芯片模型的建立与表征

图2. 激素诱导的上皮容受态与基质蜕膜化

模型验证完毕。真正的重头戏开始了：把胚胎放进去。

小鼠胚胎率先登场。附着成功后，人囊胚被一枚枚移入上皮通道。延时成像记录下了一个从未被如此清晰捕捉过的过程。

初始状态：囊胚饱满圆润，胚腔清晰可见，悬浮在上皮表面。某个时间点，胚腔突然塌陷，胚胎开始与上皮建立接触。三维重构图像显示，最先贴上去的不是随意某个位置，而是极滋养层。这群表达NR2F2的细胞率先接触上皮表面，随后向四周铺展。与此同时，内细胞团内部也在发生有序变动：OCT3/4阳性的上胚层细胞径向重排，呈现放射状排列；GATA4阳性的原始内胚层细胞主动迁移至靠近上皮一侧。量化分析证实，铺展阶段滋养层细胞核与上皮细胞核之间的垂直距离显著缩短。胚胎完成了与母体界面的结构整合。更关键的是，成功粘附的胚胎中，GATA3阳性的滋养层细胞开始分泌β人绒毛膜促性腺激素，培养液中的激素水平同步上升。

图3. 人囊胚在芯片上的粘附动力学

为了验证激素处理是否必不可少，研究设置了严格对照。没有接受激素预处理的芯片中，囊胚反复扩张又塌陷，始终无法稳定附着，冲洗后便脱落。加入孕激素拮抗剂米非司酮后，8枚胚胎中仅1枚成功粘附。着床绝非简单的物理接触，必须在激素诱导的容受态窗口期内才能完成。子宫没有准备好，胚胎再优秀也无济于事。

从极滋养层率先贴附到内细胞团的定向重排，从激素驱动的容受态建立到滋养层分泌功能激活，这块芯片把人类胚胎着床的第一步从头到尾搬到了显微镜下。

对于那些反复经历着床失败的患者，那些苦于无法评估内膜容受性的临床医生，那些致力于开发非激素类避孕药物或新型助孕策略的研究者，ADOC提供了一个前所未有的工具。在这里，着床不再是只能靠妊娠结局反推的黑箱，而是一个可以被观察、被测量、被干预的生物学过程。（

生物谷）

参考文献：

Zaragozano S, Pardo-Figuerez M, Monteagudo-Sanchez A, et al. Modeling human embryo adhesion using a microfluidic platform.

Sci Adv

. 2026;12(28):eadz2249. doi:10.1126/sciadv.adz2249