破解胎儿大小之谜：“性别之战”始于子宫

时间：2021-12-28 00:00:00 来源：网络整理

破解胎儿大小之谜：“性别之战”始于子宫

剑桥大学的科学家们发现了胎儿用来控制胎盘营养供应的一个关键信号，揭示了遗传自父亲和母亲的基因之间的一场拔河战。这项在小鼠身上进行的研究可以帮助解释为什么一些婴儿在子宫里发育不良。

随着胎儿的成长，它需要向母亲传达它对食物日益增长的需求。它通过胎盘中的血管接受营养，胎盘是一种特殊的器官，含有来自婴儿和母亲的细胞。

10%到15%的婴儿在子宫内发育不良，通常表现为胎盘血管生长减少。对于人类来说，这些血管在妊娠中期和晚期之间急剧扩张，足月的总长度约为320公里。

在今天(2021年12月27日)发表在《发育细胞》(Developmental Cell)杂志上的一项研究中，剑桥大学的科学家领导的一个团队利用基因工程小鼠展示了胎儿如何产生一个信号来促进胎盘内血管的生长。这个信号也会改变胎盘的其他细胞，让更多的营养物质从母体进入胎儿体内。

该论文的第一作者伊奥内尔·桑多维奇(Ionel Sandovici)博士说:“胎儿在子宫中生长时，需要母亲提供的食物，胎盘中的健康血管对帮助胎儿获得所需的适量营养至关重要。”

“我们已经确定了胎儿与胎盘沟通的一种方式，以促进这些血管的正确扩张。当这种沟通中断时，血管就不能正常发育，婴儿就会难以获得所需的所有食物。”

研究小组发现，胎儿会发送一种名为IGF2的信号，通过脐带到达胎盘。在人类中，脐带中IGF2的水平在妊娠29周到足月之间逐渐增加:IGF2过多与生长过度相关，而IGF2不足则与生长过少相关。太大或太小的婴儿在出生时更有可能遭受痛苦甚至死亡，成年后患糖尿病和心脏病的风险也更高。

Sandovici博士补充道:“我们已经知道，IGF2能促进产生它的器官的生长。在这项研究中，我们已经证明IGF2也像一种传统的激素一样——它由胎儿产生，进入胎儿血液，通过脐带和胎盘，在那里起作用。”

特别有趣的是，他们的发现揭示了子宫内发生的争斗。

在小鼠身上，胎盘血管中对IGF2的反应是由另一种叫做IGF2R的蛋白质介导的。这两个产生IGF2和IGF2R的基因是“印迹”的——通过这个过程，基因的分子开关可以识别它们的亲代起源，并可以打开或关闭基因。在这种情况下，只有遗传自父亲的IGF2基因副本是活跃的，而只有遗传自母亲的IGF2R基因副本是活跃的。

首席作者米格尔博士Constancia说:“关于印迹基因的一个理论是，父代表达的基因是贪婪和自私的。他们想从母亲身上榨取尽可能多的资源。但母系表达的基因则是平衡这些需求的对策。”

“在我们的研究中，父亲的基因驱动胎儿对更大血管和更多营养的需求，而母亲胎盘中的基因试图控制她提供多少营养。这是一场拔河战役，一场基因组层面的性别之战。”

研究小组表示，他们的发现将使人们更好地了解胎儿、胎盘和母亲在怀孕期间如何相互沟通。这反过来可能会导致测量胎儿IGF2水平的方法，并找到使用药物使这些水平正常化或促进胎盘血管系统正常发育的方法。

研究人员使用了小鼠，因为有可能通过操纵它们的基因来模拟不同的发育条件。这使他们能够详细研究发生的不同机制。小鼠的生理和生物学与人类有许多相似之处，这使得研究人员可以模拟人类怀孕，以便更好地了解它。

参考文献:“The Imprinted Igf2-Igf2r Axis is Critical for Matching placental Microvasculature Expansion to Fetal Growth” by Sandovici, I et al., 27 December 2021, Developmental Cell.
DOI: 10.1016/j.devcel.2021.12.005

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