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犰狳和兔子基因揭示了怀孕如何演变

2020-02-19 12:05:21来源:

人,狗和大约4,000种其他胎盘哺乳动物的特征是能够在体内长时间培育胎儿。这种至关重要的适应能力使大脑的发育缓慢。现在,一项关于怀孕初期基因表达的研究表明,胎盘哺乳动物进化出了将对胚胎发炎的攻击转化为优势的能力,当时怀孕初期将胚胎植入子宫。

康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的进化生物学家阿伦·查万(Arun Chavan)说:“植入看起来像是炎症,因为它来自炎症。”他于1月5日在加利福尼亚州旧金山举行的整合与比较生物学协会会议上介绍了这些发现。“这项研究是为了学习它如何成为植入过程。”

进化生物学家认为古老的哺乳动物像鸭嘴兽一样会产卵。有袋动物,包括负鼠和袋鼠,后来得以发展:它们的胎儿从母亲体内的带壳卵中孵出,然后不久被驱逐出体内。但是最初的孵化似乎激发了免疫系统。Chavan和他的同事在去年7月的《美国国家科学院院刊》上的一份报告中指出,随着负鼠胎儿离开卵子并紧贴子宫内膜,一系列炎症基因会打开。先前在胎盘哺乳动物中的研究还显示,当胚胎卡在子宫上时,会产生免疫反应。

但是在胎盘哺乳动物中,胚胎并不仅仅是附着在子宫上。相反,它在侵入组织时破坏子宫内膜,引发大量的炎症蛋白。在感染和伤害期间,这些蛋白质通常会与入侵者抗争并修复伤口。这些蛋白质中的某些可能有害于萌芽的生命形式,但研究表明炎症对于胚胎是必需的。例如,在怀孕初期服用抗炎药的妇女流产的风险较高,因为胚胎不能成功地植入子宫2。生殖生物学家认为,炎症的某些方面(例如新血管的生长)有助于发育中的胚胎获取所需的氧气和营养。

面对火

为了了解早期胎盘哺乳动物如何抵抗蛋白质的侵害,Chavan分析了其中三种物种的炎症反应:兔子(Oryctolagus cuniculus),犰狳(Dasypus novemcinctus)和类似刺猬的动物,称为tenrec。 (Echinops telfairi)。负鼠中高水平存在的一种炎症蛋白白细胞介素17在胎盘哺乳动物中似乎是无活性的,就像它已经被关闭一样。这种蛋白质通常会召唤白细胞,这些白细胞通过消化或用酶破坏来杀死入侵者。查万说:“在它们破坏胚胎之前关闭它们可能很重要。”

他的初步研究发现,胎盘哺乳动物子宫内层的细胞可抑制白介素17的产生。炎症反应的其他方面在妊娠后期减弱,尽管尚不清楚是什么触发了这一点。结果表明,胎盘哺乳动物在怀孕过程中微调了炎症,使其起蜡和消退。耶鲁大学的进化生物学家,这项研究的高级研究员冈特·瓦格纳说:“γ-羟色胺已经找到了一种途径,可以保留一些有利于胎儿的炎症过程,但可以阻止反应的破坏性部分。” 。

耶鲁大学的生殖免疫学家吉尔•莫尔(Gil Mor)说,这一发现令人着迷。他希望他们能提供细节,最终帮助临床医生减少流产并提高接受体外受精的妇女的着床率。尽管炎症似乎在植入期间是必需的,但它是导致妊娠中期和中期流产和早产的主要原因。莫尔说:“需要找到从促炎状态转变为消炎状态的方法,以便妇女可以保留自己的孩子。”