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“基因之戰”始于子宮

2021-12-29 科技日報 徐銳
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語音播報

  英國科學家日前發現了一個胎兒用來控制胎盤營養供應的關鍵信號,從而揭示了遺傳自父親和母親的基因之間的拉鋸戰。相關研究12月27日發表于《發育細胞》。

  這項在小鼠身上開展的研究可能有助于解釋為什么有些胎兒在子宮內發育不良。

  胎盤是一種特殊的組織,含有來自嬰兒和母親的細胞。胎兒通過胎盤中的血管接收養分。這些血管在妊娠中期和晚期會急劇擴張。胎兒足月時,血管總長度約有320千米。

  隨著發育,胎兒需要向母親傳達其日益增加的食物需求。但在人類中,有10%~15%的胎兒在子宮內發育不良,其間胎盤內血管生長會減緩。

  劍橋大學研究小組使用基因工程小鼠展示了胎兒是如何產生信號,進而促進胎盤內血管生長的。該信號還會引起胎盤其他細胞的改變,從而將母體中更多的營養物質輸送給胎兒。

  “當胎兒在子宮中生長時,需要母體提供‘食物’,而胎盤中健康的血管對于幫助胎兒獲得足夠的營養至關重要。我們已經確定了胎兒與胎盤溝通以促進血管正確擴張的一種方式?!毖芯空撐牡谝蛔髡逫onel Sandovici說。

  研究小組發現,胎兒會發送一種被稱為IGF2的信號。該信號通過臍帶到達胎盤。

  人類妊娠29周到足月期間,臍帶中的IGF2水平會逐漸升高。IGF2過多與生長過度相關,但如果IGF2不足,則會造成生長過緩。過大或過小的胎兒在出生時都很困難,甚至會死亡。即便順利出生,其成年后患糖尿病和心臟病的風險也更高。

  “我們知道IGF2可以促進器官生長。這項研究表明,IGF2也可以像經典的激素一樣發揮作用——由胎兒產生,進入血液并通過臍帶進入胎盤,在胎盤中發揮作用?!盨andovici說。

  更有意思的是,研究人員發現并揭示了一場發生在子宮內的爭斗。

  在小鼠中,胎盤血管對IGF2的反應由另一種名為IGF2R的蛋白質介導。產生IGF2和IGF2R的兩個基因留下了“印記”,即分子開關會識別其親本來源,并控制開關基因。在這種情況下,只有從父親遺傳的igf2基因拷貝或只有從母親遺傳的igf2r拷貝具有活性。

  研究論文主要作者Miguel Constancia表示:“我們的研究發現,來自父親的基因會驅動胎兒對更大的血管和更多的營養產生需求,而胎盤中的母親基因則試圖控制母體提供的營養量。一場基因水平上的拔河比賽隨即展開?!?/p>

  科學家表示,該研究有助于更好地了解胎兒、胎盤和母親在孕期是如何相互聯系的。而這可能有助于獲得測量胎兒IGF2水平的方法,以及通過藥物使其水平正?;虼龠M胎盤血管系統正常發育的方法。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2021.12.005

打印 責任編輯:閻芳
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