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胎盘滋养层细胞在哺乳动物胚胎植入和胎盘发生过程中具有十分重要的作用。人类滋养层细胞主要有三种:细胞滋养层细胞(cytotrophoblast cells，CTBs)、合体滋养层(syncytiotrophoblast，STB)和绒毛外滋养层细胞(extravillous trophoblastcells，EVTs)。滋养层细胞向母体子宫侵润形成EVTs。STB为覆盖于胎盘绒毛表面的多核细胞，是由绒毛内侧CTBs融合形成。STB作为母胎屏障，分泌多种重要生长因子与激素(人绒毛膜促性腺激素(hCG)和孕酮等），并介导气体和营养物质交换及废物运输。但是胎盘发育过程中的滋养层细胞合体化机制尚未被完善揭示。 由于人妊娠过程的复杂性及伦理因素，在体内研究滋养层细胞的融合非常困难。目前用于在体外研究滋养层细胞融合的细胞主要有人原代CTBs和人绒癌细胞系BeWo，前者在体外培养条件下能够发生自发融合;后者可在forskolin(FSK)诱导下融合。我们采用以上两种细胞建立了在体外活细胞状态下实时观测滋养层细胞融合的方法。活细胞成像广泛应用于人及动物模型中的生理及病理活动，然而迄今为止，尚未被应用于研究人滋养层细胞的合体化发生机制。我们通过将BeWo和原代CTBs以CellTracker Green CMFDA和CellTracker Orange CMRA进行细胞质染色，或在BeWo细胞中稳定过表达EGFP和DsRed2-Nuc蛋白，标记细胞并进行活细胞成像。我们发现在将要融合的细胞前端膜上有指状伪足伸出，随着细胞的融合细胞质也同时融合交换。 细胞膜的形变以及细胞质的流动都与细胞骨架有着密切关系。为了进一步研究滋养层细胞融合的机制，我们以微管蛋白的翻译后修饰为切入点，检测了多种翻译后修饰形式，发现微管蛋白α(α-tubulin)的去酪氨酸化对于合胞体的形成是必需的。对早期胎盘绒毛进行免疫组织化学检测，发现在酪氨酸连接酶(TTL)低表达的细胞中，融合标志分子syncytin2，caspase8，神经胶质细胞缺失同源物1(glial cells missing homolog1，GCM1)呈阳性表达，同时E-cadherin在膜上消失，这些都标志着细胞进入融合状态。在体外培养的原代CTBs自发融合及BeWo细胞在FSK诱导下的融合过程中，α-tubulin的去酪氨酸化逐渐增加。为了研究α-tubulin的去酪氨酸化是否直接参与了滋养层细胞融合，我们在BeWo细胞中以siRNA瞬时敲低TTL，并通过shRNA建立稳定敲低TTL的BeWo细胞系，检测TTL敲低的BeWo细胞的融合效率，发现FSK诱导下TTL低表达可以显著增强细胞的融合能力。同时建立TTL稳定过表达BeWo细胞系，在FSK诱导下其融合效率显著低于对照组。提取TTL敲低和过表达的BeWo细胞及对照细胞的膜蛋白，我们发现膜上syncytin2和ZO-1α+的量明显受到TTL表达量，即α-tubulin的去酪氨酸化的影响，即敲低TTL而α-tubulin的去酪氨酸化水平较高时，syncytin2在细胞膜上的积累明显增加，而ZO-1α+在细胞膜上的积累明显减少;过表达TTL的BeWo细胞中syncytin2在细胞膜上的积累明显减少，而细胞膜上的ZO-1α+明显增加。以上结果表明去酪氨酸化的α-tubulin可以运输融合相关蛋白到将要融合的细胞膜上，从而直接参与滋养层细胞融合。 尽管目前尚无明确的证据表明细胞融合受损是子痫前期(pre-eclampsia，PE)的发病原因之一，我们和其他一些研究者都发现来自PE的原代CTBs的融合较来自正常分娩的原代CTBs更差，同时多个融合原，如syncytin2的表达水平也更低。为了研究PE滋养层细胞融合异常的原因，我们检测了自发融合的原代CTBs中的α-tubulin去酪氨酸化水平，将PE滋养层细胞和相同孕周的正常滋养层细胞作对比，我们发现，前者的α-tubulin去酪氨酸化水平显著低于后者，而且这种异常可以在降调TTL后得到补偿。这些结果提示PE滋养层细胞融合的异常可能与α-tubulin的去酪氨酸化异常有关。 总之，在本项研究中，我们用多种手段标记细胞，建立了滋养层细胞融合过程的实时活细胞成像方法，为研究滋养层细胞融合的分子机制提供了新的手段。另外，我们发现去酪氨酸化的α-tubulin作为细胞表面蛋白的运输途径，将一些特定的融合关键分子包括融合原运输到细胞膜表面，从而直接参与了细胞融合。最后我们发现PE滋养层细胞融合异常与细胞中的TTL高水平表达从而抑制α-tubulin的去酪氨酸化有密切关系。