原來“宮鬥戲”早已上演...劍橋科學家：“兩性之爭”始於子宮_風聞

常言道：人是鐵，飯是鋼。吃飯是人體獲取營養物質的最主要途徑。當飢餓感產生（飯點兒到了）時，我們開始了進食行為，隨着攝入的食物不斷增加，飽腹感信號逐漸增強，最終，放下筷子將這一頓進食行為畫上句號。

同樣，包括人類在內的哺乳動物胎兒也需要進食，只不過它們依賴胎盤獲取營養和氧氣。然而，胎兒是如何控制這一過程的節奏以幫助自身發育的，科學家們對此還知之甚少。

北京時間12月28日，發表在發育生物學領域頂刊《Developmental Cell》（IF=12.27）上的一項最新研究中，來自英國劍橋大學領導的研究團隊確定了印跡基因軸是控制妊娠晚期胎盤血管發育擴張的關鍵途徑，並證明胎兒源性信號是胎盤發育的重要功能調節因子。同時，該研究在這個印跡基因軸上揭示了父系和母系基因之間的一場“拔河比賽”。

胎盤是胎兒與母體之間物質交換的重要器官，包含來自胎兒和母體的細胞。隨着胎兒不斷發育成長，它也需要通過胎盤獲取更高水平的營養。根據物種的不同，已知用於營養交換的胎盤表面積在妊娠中期和晚期之間增加了5到15倍。在人類中，胎盤血管在妊娠中期和晚期會顯著擴張，足月時，總長度可達到約320公里。有10%到15%的胎兒在子宮內發育不良，通常表現為胎盤血管生長減少。

然而至今，關於胎兒如何向胎盤發出其營養需求信號以及胎盤如何傳遞營養的功能性遺傳研究還是個空白。

在這項新研究中，研究人員使用了基因工程小鼠來模擬不同的發育條件，探索了這一過程中的不同機制。由於小鼠的生理和生物學與人類有許多相似之處，因此，這些發現可以填補長期以來的知識空白。

研究人員通過小鼠胚胎、內皮細胞、造血細胞和滋養層特異性基因操作證明一種關鍵信號促進了胎盤內的血管生長。這種信號也會導致胎盤的其他細胞發生變化，以使母體更多的營養物質進入胎兒體內。

研究第一作者、Ionel Sandovici博士説：“當胎兒在子宮內生長時，它需要從媽媽那裏獲取食物，胎盤中的血管健康對幫助其獲得所需的適量營養物質至關重要。”

因此，胎兒與胎盤溝通正常，血管就可以正常發育擴張；而當這種溝通中斷時，血管就不能正常發育，胎兒就難以獲取所需的營養物質，最終導致子宮內發育不良。

研究人員發現，胎鼠會發送一種名為胰島素樣生長因子2（IGF2）的信號，通過臍帶到達胎盤。在人類中，臍帶中IGF2的水平在妊娠29周到足月之間逐漸增加。

已知IGF2過量與生長過度相關；而IGF2不足則與發育不良相關。太大或太小的胎兒在出生時更有可能遭受痛苦甚至死亡，而且成年後患糖尿病和心臟病的風險也更高。

此前的研究已證實IGF2還能促進產生它的器官的發育生長。在這項研究中，研究人員發現IGF2就像一種傳統的激素一樣，由胎兒產生，再進入胎兒的循環系統，通過臍帶到達胎盤並在那裏發揮作用。

這項研究特別有趣的一點是，研究人員發現子宮內的“宮斗大戲”。

在小鼠中，胎盤血管對IGF2的反應由另一種稱為IGF2R的蛋白質介導。這兩個產生IGF2和IGF2R的基因是一種印跡基因，基因上的分子開關通過這個過程來識別它們的親本來源，以打開或關閉基因。IGF2的作用受到IGF2R的拮抗調節。

在這種情況下，只有從父親那裏繼承來的IGF2能被激活；而只有從母親那裏繼承來的IGF2R能被激活。

研究人員表示，關於印記基因的一種理論是，父系表達的基因是貪婪和自私的。它們只想從母體獲取儘可能多的資源；而母系表達的基因則是平衡這些需求的對策。

該研究通訊作者、劍橋大學生理學家Miguel Constância説：“在我們的研究中，父系基因驅動胎兒對更大血管和更多營養的需求，而母系基因則試圖控制着營養供應的量。這就如同一場拔河比賽，這也是基因組水平上的性別之爭。”

總之，這項新研究揭示了印跡IGF2-IGF2R軸是控制妊娠晚期胎盤血管束擴張的關鍵途徑，以及它們在匹配胎盤發育和胎兒生長方面的直接作用。該研究將有助於設計測量胎兒IGF2水平的新方法，並找到使用藥物使這些水平正常化或促進胎盤血管系統正常發育的方法。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.aanat.2021.151879