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2021-10-13 13:12

基因研究探索了人类怀孕的独特之处

Genetic study explores how human pregnancy is unique

一项新的研究深入研究了怀孕的进化史,发现人类在怀孕早期的子宫中进化出了数百个基因,这些基因可以开启或关闭,而其他一些动物则不同。

这组被确认的基因包括一些被认为有助于细胞间的交流、免疫反应和炎症的调节,以及人类胎盘深入子宫壁的能力。这些功能对怀孕的健康非常重要,因为母亲必须寄主含有外来细胞的胎儿并与之共存。

布法罗大学艺术与科学学院生物科学副教授、该论文的资深作者文森特·林奇博士说,这些发现有助于阐明人类怀孕的独特之处——这是一个有趣的问题,因为与许多其他动物的怀孕相比,人类怀孕是相当不寻常的。

“人类怀孕不同于其他动物,”他说。“人类怀孕的时间比预期的要长。分娩持续的时间比预期的要长。人类的胎盘是非常非常具有侵略性的。它在子宫壁上的洞要比其他动物深得多。而不良的妊娠结局,如早产和子痫前期,似乎在人类中比其他动物更常见。”

这项研究发表在10月8日的《生活》杂志上。这项研究是由芝加哥大学的生物学家Katie Mika博士和Mirna Marinić博士领导的;康奈尔大学的Manvendra Singh博士;和林奇在UB。合著者包括来自考文垂和沃里克郡大学医院和华威大学的Joanne Muter博士和Jan Joris Brosens博士。

该项目的数据可以为未来的研究奠定基础,寻求了解、预防和治疗各种不良妊娠结局,展示进化医学这一新兴领域的力量。

关注那些使人类怀孕变得独特的基因

这项研究比较了人类在怀孕期间和其他动物(包括蜥蜴、鸟类、猴子、有袋类动物和鸭嘴兽)产蛋期间子宫内膜的基因活动。这项研究确定了人类谱系中数百个获得或失去子宫表达的基因,重点是妊娠的前三个月。

正如该研究报告所述,在人类子宫中进化来开启和关闭的基因“富含免疫功能、信号传导过程和与不良妊娠结果(如不孕症、复发性自然流产、子痫前期和早产)相关的基因。”在这些基因中,有一些基因可能有助于之前未知的母胎沟通系统(HTR2B),增加母胎免疫耐受(PDCD1LG2,也被称为PD-L2),并促进血管重塑和胎盘深层侵犯(CORIN)。”

“我们的论文确实突出了进化技术在转化研究中的有用作用,”芝加哥大学人类遗传学系和有机生物与解剖学系的博士后学者Mika说。“我们确定的三个基因(HTR2B, PDCD1LG2和CORIN)将推进至关重要的母胎界面信号系统的研究,这影响妊娠的成功和健康。”

芝加哥大学人类遗传学和有机生物与解剖学的博士后学者Marinić说:“我们发现招募的基因在血清素信号通路中富集,这让我特别感兴趣。”其他研究人员此前曾指出,血清素及其衍生物在分娩初期的潜在作用。我很想进一步研究血清素影响分娩时间的确切分子机制。”

尽管这篇论文展示了进化研究如何为医学提供重要的见解,林奇说,简单的好奇心是他作为科学家的主要动机之一:“我们只是想知道进化是如何工作的。”我们是人类,所以我们想知道为什么人类是这样的。人类怀孕真的很奇怪,所以我们想知道什么是奇怪的。”

辛格是康奈尔大学分子生物学和遗传学的博士后研究员,他也评论了这些发现的意义,指出:“在人类怀孕期间,免疫耐受的调节仍然是一个谜,特别是当胚胎组织的入侵比人类的近亲更深刻的时候。值得注意的是,超过900个基因在人类怀孕过程中唯一表达。这一观察结果表明,重新连接这些基因的调控序列改变了发育过程,有利于人类怀孕健康。

“在进一步挖掘之后,我们还发现这些基因具有调节免疫反应和激素控制的功能;例如,5 -羟色胺受体,干扰素产生的介质,等等。随着血清素的产生和从大脑中释放出来,推测其中一些基因可能参与了怀孕期间与大脑的交流是很诱人的。总的来说,虽然这项研究具有重要的临床意义,但它也为母胎界面研究开辟了多条途径。”