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英国科学家日前发现了一个胎儿用来控制胎盘营养供应的关键信号,从而揭示了遗传自父亲和母亲的基因之间的拉锯战。相关研究12月27日发表于《发育细胞》。
这项在小鼠身上开展的研究可能有助于解释为什么有些胎儿在子宫内发育不良。
胎盘是一种特殊的组织,含有来自婴儿和母亲的细胞。胎儿通过胎盘中的血管接收养分。这些血管在妊娠中期和晚期会急剧扩张。胎儿足月时,血管总长度约有320千米。
随着发育,胎儿需要向母亲传达其日益增加的食物需求。但在人类中,有10%~15%的胎儿在子宫内发育不良,其间胎盘内血管生长会减缓。
剑桥大学研究小组使用基因工程小鼠展示了胎儿是如何产生信号,进而促进胎盘内血管生长的。该信号还会引起胎盘其他细胞的改变,从而将母体中更多的营养物质输送给胎儿。
“当胎儿在子宫中生长时,需要母体提供‘食物’,而胎盘中健康的血管对于帮助胎儿获得足够的营养至关重要。我们已经确定了胎儿与胎盘沟通以促进血管正确扩张的一种方式。”研究论文第一作者Ionel Sandovici说。
研究小组发现,胎儿会发送一种被称为IGF2的信号。该信号通过脐带到达胎盘。
人类妊娠29周到足月期间,脐带中的IGF2水平会逐渐升高。IGF2过多与生长过度相关,但如果IGF2不足,则会造成生长过缓。过大或过小的胎儿在出生时都很困难,甚至会死亡。即便顺利出生,其成年后患糖尿病和心脏病的风险也更高。
“我们知道IGF2可以促进器官生长。这项研究表明,IGF2也可以像经典的激素一样发挥作用——由胎儿产生,进入血液并通过脐带进入胎盘,在胎盘中发挥作用。”Sandovici说。
更有意思的是,研究人员发现并揭示了一场发生在子宫内的争斗。
在小鼠中,胎盘血管对IGF2的反应由另一种名为IGF2R的蛋白质介导。产生IGF2和IGF2R的两个基因留下了“印记”,即分子开关会识别其亲本来源,并控制开关基因。在这种情况下,只有从父亲遗传的igf2基因拷贝或只有从母亲遗传的igf2r拷贝具有活性。
研究论文主要作者Miguel Constancia表示:“我们的研究发现,来自父亲的基因会驱动胎儿对更大的血管和更多的营养产生需求,而胎盘中的母亲基因则试图控制母体提供的营养量。一场基因水平上的拔河比赛随即展开。”
科学家表示,该研究有助于更好地了解胎儿、胎盘和母亲在孕期是如何相互联系的。而这可能有助于获得测量胎儿IGF2水平的方法,以及通过药物使其水平正常化或促进胎盘血管系统正常发育的方法。 (徐锐)
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