子宫和阴道，在成人身体里承担着不同功能。但在胚胎发育早期，它们并不是一开始就泾渭分明。
那么，这条“分岔路”究竟从什么时候出现？哪些细胞率先发生变化，又是什么信号推动不同区域走向各自的发育方向？
由于人类胎儿组织样本极其有限，这一过程长期缺少系统的时空证据。近日，四川大学华西第二医院等团队在 Nature Cell Biology 发表研究，整合单核 RNA 测序（snRNA-seq）与 Stereo-seq，构建了覆盖孕 10–25 周的人类女性胎儿生殖道时空发育图谱。
从细胞组成、空间分层，到上皮命运转变和细胞间信号“对话”，这张图谱把一个长期难以系统观察的发育过程，放进了同一个时间与空间框架中。
研究速览 Study Snapshot
研究对象：人类女性胎儿生殖道（FRT）发育过程；
使用的技术：单核RNA测序（snRNA-seq）和华大智造高分辨率单细胞空间转录组学技术（Stereo-seq）；
样本规模：共16例胎儿组织，其中snRNA-seq覆盖5个孕周（GW10–GW25），scStereo-seq覆盖7个孕周（GW10–GW25）的上、下生殖道切片。
核心发现 Key Findings
01 第一张“导航地图”：女性生殖道何时开始出现区域差异？
研究团队首先通过snRNA-seq识别出9大主要细胞类型，包括间充质细胞、柱状上皮、鳞状上皮等。在此基础上，利用Stereo-seq技术的高空间分辨率特性，将这些细胞类型精确地映射到子宫（上生殖道）和阴道（下生殖道）的组织切片上。结果显示，早在GW10，上下生殖道就已展现出截然不同的细胞组成和空间布局，这种差异随着发育进程而愈发显著，为后续的精细研究提供了“导航地图”。
图1. 发育中女性生殖道的时空转录组图谱
02 子宫与阴道的“底层结构”不同：间充质细胞率先完成空间分区
研究通过snRNA-seq精细鉴定了10种间充质细胞亚型，并借助Stereo-seq的空间转录组学分析发现，这些细胞在生殖道中呈现清晰的分层分布（内、中、外层），且上下生殖道的内层细胞来源截然不同：上生殖道（子宫）的内层由MSC-like1细胞主导，并稳定存在至GW25，而下生殖道（阴道）的内层则由MSC-like2细胞构成，但其比例随发育逐渐下降。Stereo-seq在此处的关键作用体现在，它首次揭示了这两种看似相似的干细胞样细胞在发育中的空间“命运”差异，为理解生殖道分段发育的基底奠定了基础。
图2. 发育中人女性生殖道上段和下段间充质亚型的时空多样性与分子异质性
03 GW14–GW22：下生殖道上皮经历关键命运转变
上皮细胞是构成女性生殖道功能屏障和内膜的关键，研究通过整合snRNA-seq与Stereo-seq数据，描绘了上下生殖道上皮细胞截然不同的命运决定轨迹：上生殖道的柱状上皮细胞始终保持其身份，维持了子宫内膜的特征；而下生殖道的上皮细胞经历了从柱状向鳞状的根本性转变，在GW14时鳞状相关标志物开始出现，到GW22时成熟的复层鳞状上皮已完全形成。Stereo-seq在此发现中不可或缺，它通过原位可视化关键标志基因（如KRT7, TP63, KRT14）的表达，清晰地证明了这种上皮分化转变是特定于下生殖道的，并且存在精确的时空顺序。
图3. 发育中人女性生殖道上皮亚型的时空多样性与发育轨迹
04 谁在决定区域命运？IGF1与WNT5A背后的细胞“对话”
该研究最深刻的发现在于揭示了间充质-上皮互作如何塑造区域特异性。通过结合snRNA-seq的细胞互作分析和Stereo-seq的空间位置验证，研究团队提出了一个“双重信号驱动”模型：在下生殖道，位于内层的MSC-like2细胞通过分泌IGF1信号，作用于相邻的鳞状上皮细胞，驱动其向鳞状方向分化；而在上生殖道，位于内层的MSC-like1细胞则通过分泌WNT5A信号，作用于相邻的柱状上皮细胞，维持其柱状身份。Stereo-seq在此处起到了关键的“空间验证”作用，它直接原位展示了IGF1配体-受体或WNT5A配体-受体的信号分子产生细胞与接收细胞在组织切片上的物理毗邻关系，为预测的细胞间通讯“对话”提供了最直接的空间证据。
图4. 发育中人女性生殖道中MSC样细胞与上皮细胞亚型的空间分布特征及相互作用
总结与展望 Future Directions
从早期的空间分区，到间充质细胞与上皮细胞逐渐走向不同命运，再到 IGF1、WNT5A 等信号参与区域特化，这项研究将人类女性生殖道的发育过程从一系列静态“切片”，连接成了一幅具有时间、空间与细胞关系的动态图景。
更重要的是，当单细胞转录组告诉我们“有哪些细胞、它们处于什么状态”时，Stereo-seq 进一步保留了这些细胞在组织中的空间位置，使研究者能够观察不同细胞群如何排列、邻近，并在特定发育阶段发生相互作用。研究中预测的细胞通讯也因此获得了空间层面的支持。
这张覆盖孕 10–25 周的人类女性生殖道发育图谱，为理解子宫与阴道的区域形成提供了新的时空参考，也为进一步探索先天性生殖道异常、组织发育及再生研究提供了重要资源。
当发育过程不再只是“哪些基因发生变化”，而是进一步回答“变化发生在哪里、什么时候发生、哪些细胞正在彼此影响”，我们也由此更接近理解一个复杂器官系统究竟是如何一步步形成的。