原来“龚都歌剧”已经上演了.剑桥科学家:“两性之战”始于子宫

来源：中国生物技术网2021-12-29 12:28

俗话说，人是铁，饭是钢。吃是人体获取营养最重要的途径。当饥饿来临时(该吃饭了)，我们开始进食行为。随着食物摄入量的增加，饱腹感的信号逐渐增强。最后，我们放下筷子，结束这种吃饭行为。同样，包括人类在内的哺乳动物胎儿也需要进食，但它们依靠胎盘获得营养和氧气。然而，胎儿如何控制这一过程的节奏来帮助自己的发育，科学家们还不知道。

俗话说，人是铁，饭是钢。吃是人体获取营养最重要的途径。当饥饿来临时(该吃饭了)，我们开始进食行为。随着食物摄入量的增加，饱腹感的信号逐渐增强。最后，我们放下筷子，结束这种吃饭行为。

同样，包括人类在内的哺乳动物胎儿也需要进食，但它们依靠胎盘获得营养和氧气。然而，科学家们仍然对胎儿如何控制这一过程的节奏来帮助自身发育知之甚少。

北京时间12月28日，发表在《发育细胞》(Developmental Cell，IF=12.27)上的一项新研究中，英国剑桥大学领导的研究团队证实，印记基因轴是控制孕晚期胎盘血管发育和扩张的关键途径，证明了胎儿来源的信号是胎盘发育的重要功能调节因子。同时，这项研究揭示了父系和母系基因在这个印记基因轴上的拔河竞争。

胎盘是胎儿和母亲进行物质交换的重要器官，包括胎儿和母亲的细胞。随着胎儿的不断成长，它也需要通过胎盘获得更高水平的营养。根据物种的不同，已知在妊娠中期和晚期之间，用于营养交换的胎盘表面积增加了5至15倍。在人类中，胎盘血管在妊娠中晚期会明显扩张，足月时总长度可达320公里左右。10%到15%的胎儿在子宫内发育不良，通常表现为胎盘血管生长减少。

然而，到目前为止，关于胎儿如何将其营养需求信号传递给胎盘以及胎盘如何传递营养的功能研究仍然是空白。

在这项新的研究中，研究人员使用基因工程小鼠来模拟不同的发育条件，并探索这一过程中的不同机制。因为老鼠和人类的生理和生物学有许多相似之处，这些发现可以填补长期存在的知识空白。

研究人员已经证明，一个关键信号通过操纵小鼠胚胎、内皮细胞、造血细胞和滋养层的特定基因来促进胎盘中血管的生长。这个信号也会导致胎盘中的其他细胞发生变化，让更多来自母体的营养物质进入胎儿体内。

这项研究的第一作者伊奥内尔桑多维奇博士说：“当胎儿在子宫中生长时，它需要从母亲那里获得食物，胎盘中血管的健康对于帮助它获得所需的适量营养非常重要。”

因此，如果胎儿和胎盘之间的通讯正常，血管就能正常发育和扩张。当这种沟通中断时，血管无法正常发育，胎儿很难获得所需的营养，最终导致宫内发育不良。

研究人员发现，胎鼠通过脐带向胎盘发送一种叫做胰岛素样生长因子2(IGF2)的信号。在人类中，脐带中IGF2-2的水平在怀孕29周和足月之间逐渐增加。

众所周知，IGF2过剩与过度生长有关；IGF2-2缺乏与发育异常有关。过大或过小的胎儿出生时更容易疼痛甚至死亡，成年后患心脏病的风险也更高。

先前的研究已经证实，IGF2还可以促进产生它的器官的发育和生长。在这项研究中，研究人员发现，IGF2-2像传统的激素一样，由胎儿产生，然后进入胎儿的循环系统，通过脐带到达胎盘并在那里发挥作用。

这项研究特别有趣的是，研究人员在子宫中发现了“宫廷格斗剧”。

在小鼠中，胎盘血管对IGF2的反应是由另一种叫做IGF2R的蛋白质介导的。产生IGF2和IGF2R的两个基因是印记基因，基因上的分子开关通过这个过程来识别它们父母的来源，从而打开或关闭基因。IGF-2的效果是由IGF2R的对抗来调节的。

在这种情况下，只有IGF2从父亲那里继承的才能被激活；只有从母亲那里继承的IGF2R才能被激活。

研究人员表示，关于印记基因的一种理论是，父系表达的基因贪婪且自私。他们只想从母亲那里得到尽可能多的资源；母体基因是平衡这些需求的对策。

该研究通讯的作者、剑桥大学生理学家米格尔康斯坦西亚(Miguel Constancia)说：“在我们的研究中，父系基因驱动胎儿对更大血管和更多营养的需求，而母系基因则试图控制营养供给的数量。这就像一场拔河比赛，也是基因组层面的性别之争。”

总之，这项新的研究揭示了印记IGF-2-IGF2R轴是控制妊娠晚期胎盘血管束扩张的关键途径，以及它们在胎盘发育与胎儿生长匹配中的直接作用。本研究将有助于设计一种测量胎儿IGF2-2水平的新方法，并找到一种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。(100yiyao.com)

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