人的子宫内膜是着床的部位，在怀孕期间对胎盘提供营养支持。与其它粘膜组织不同，它在育龄期间由下丘脑-垂体轴控制呈现周期性脱落、再生和分化的动态过程。月经是高等灵长类特有的现象，子宫内膜在整个月经周期受到卵巢激素的影响而发生动态变化。剖析月经周期中调节细胞分化的机制对于了解正常的子宫内膜调节至关重要。子宫内膜功能障碍引发许多常见疾病，包括子宫异常出血、不孕、流产，子痫前期，子宫内膜异位症和子宫内膜癌等等，影响全球众多女性健康。
《Nature Genetics》文献发布了高密度的人类子宫和三维子宫内膜类器官单细胞和空间参考图， 剖析了腔内和腺体微环境中决定上皮细胞命运的信号通路。文中使用子宫内膜类器官基准揭示了在体内和体外调节分泌和纤毛细胞谱系分化的途径和细胞状态，体外WNT或NOTCH通路的下调分别增加了分泌和纤毛系的分化效率。并利用细胞图谱来解析子宫内膜癌和子宫内膜异位病变的批量测序数据，阐明各种疾病中的主要细胞类型。这些机制研究为子宫内膜异位症和子宫内膜癌等常见疾病的治疗改善提供了有力的支撑。
该文报道的人类子宫细胞时空图谱有两大新突破：其一是对移植供者的子宫细胞的图谱分析，生成了一个全面的子宫细胞主要亚群目录，涵盖子宫内膜和肌层的细胞定位，这是常规子宫内膜活检所没有的。研究者还将该数据集与另一个最近的子宫内膜活检单细胞图谱数据集整合，揭示了包括仅限于基底层的成纤维细胞(成纤维细胞C7)等等其它细胞状态，大大提高了功能性子宫内膜层的时间分辨率。其二, 研究者用10x Genomics Visium和定量多重smFISH技术进行空间定位的策略，确定了细胞分离物转录组分析中描述的三维细胞排列，并通过反褶积方法将细胞映射到组织中，例如将上皮细胞分配到三个主要的子宫内膜层:内腔层、功能层和基底层。研究团队还开发了CellPhoneDB v.3.0系统，融入细胞的空间坐标来检测细胞间的通讯，并用它定义内腔上皮和腺上皮微环境的细胞信号传导（开源Web服务器可从www.reproductivecellatlas.org获得）。
该文在方法学上特别指出“空间转录组学技术的爆发提供了结合细胞相互作用来解析组织结构的独特机会”。细胞的空间排列是理解复杂组织形态的关键， 比如子宫内膜细胞的功能可能会因接收到邻近细胞的信号而不同。通过单细胞和空间转录图谱，该文分析了育龄妇女月经周期增殖及分泌阶段子宫内膜细胞的状态和空间定位，绘制了单细胞分辨率的三维子宫内膜类器官图谱研究其体外激素反应特征，并设计了一种计算工具包与体内观察结果比较，对该模型系统进行校准。最后, 通过调节类器官培养物中WNT和NOTCH通路，调节子宫内膜谱系特异性上皮细胞，定义卵巢激素反应相关的分子事件。整个工作结合了时间和空间信息，体内和体外的数据，为今后组织工程实验充分利用人类细胞图谱（Human Cell Atlas）数据提供了参考范本。
*原文献：Mapping the temporal and spatial dynamics of the human endometrium in vivo and in vitro
