胎儿和胎盘的切片。图片来源：Ionel Sandovici
剑桥科学家已经确定了胎儿用来控制胎盘营养供应的关键信号，揭示了从父亲和母亲遗传的基因之间的拔河比赛。这项在老鼠身上进行的研究有助于解释为什么有些婴儿在子宫内发育不良。
随着胎儿的成长，它需要将其对食物的日益增长的需求传达给母亲。它通过胎盘中的血管获得营养，胎盘是一个特殊的器官，包含来自婴儿和母亲的细胞。
10% 到 15% 的婴儿在子宫内发育不良，通常表现出胎盘中血管的生长减少。在人类中，这些血管在妊娠中期和晚期急剧扩张，足月总长度达到约 320 公里。
在今天（2021 年 12 月 27 日）在 Developmental Cell 上发表的一项研究中 ，由剑桥大学的科学家领导的一个团队使用基因工程小鼠来展示胎儿如何产生信号以促进胎盘内血管的生长。这个信号也会引起胎盘其他细胞的改变，让更多的营养物质从母体传递给胎儿。
该论文的第一作者 Ionel Sandovici 博士说：“随着胎儿在子宫内生长，胎儿需要妈妈提供的食物，而胎盘中的健康血管对于帮助它获得所需的正确营养量至关重要。
“我们已经确定了胎儿用来与胎盘交流以促使这些血管正确扩张的一种方式。当这种沟通中断时，血管就无法正常发育，婴儿将难以获得所需的所有食物。”
研究小组发现，胎儿会发出一种称为 IGF2 的信号，该信号通过脐带到达胎盘。在人类中，脐带中 IGF2 的水平在妊娠 29 周和足月之间逐渐增加：过多的 IGF2 与过多的生长有关，而没有足够的 IGF2 与过少的生长有关。太大或太小的婴儿出生时更容易受苦甚至死亡，成年后患糖尿病和心脏病的风险更高。
Sandovici 博士补充说：“我们已经知道 IGF2 促进产生它的器官的生长已经有一段时间了。在这项研究中，我们表明 IGF2 也像一种经典激素一样发挥作用——它由胎儿产生，进入胎儿血液，通过脐带进入胎盘，并在那里发挥作用。”
特别有趣的是他们的发现揭示了子宫内发生的争斗。
在小鼠中，胎盘血管中对 IGF2 的反应是由另一种称为 IGF2R 的蛋白质介导的。产生 IGF2 和 IGF2R 的两个基因是“印记”的——基因上的分子开关识别它们的亲本起源并可以打开或关闭基因的过程。在这种情况下，只有 igf2 的副本 遗传自父亲的基因是活跃的，而只有igf2r 的副本 从母亲那里继承是活跃的。
主要作者 Miguel Constância 博士说：“关于印记基因的一个理论是，父系表达的基因是贪婪和自私的。他们想从母亲身上提取尽可能多的资源。但是母体表达的基因可以作为平衡这些需求的对策。”
“在我们的研究中，父亲的基因驱动胎儿对更大血管和更多营养的需求，而母亲胎盘中的基因试图控制她提供多少营养。一场拔河比赛正在上演，一场基因组层面的性别之战。”
研究小组表示，他们的发现将有助于更好地了解胎儿、胎盘和母亲在怀孕期间如何相互交流。这反过来可能导致测量胎儿中 IGF2 水平的方法，并找到使用药物使这些水平正常化或促进胎盘血管系统正常发育的方法。
研究人员使用了老鼠，因为可以操纵它们的基因来模拟不同的发育条件。这使他们能够详细研究发生的不同机制。小鼠的生理学和生物学与人类有许多相似之处，因此研究人员可以对人类怀孕进行建模，以便更好地了解它。
参考：《印记的Igf2-Igf2r 轴对于使胎盘微血管扩张与胎儿生长相匹配至关重要”作者：Ionel Sandovici、Aikaterini Georgopoulou、Vicente Pérez-García、Antonia Hufnagel、Jorge López-Tello、Brian Y.H.Lam、Samira N.Schiefer、Chelsea Gaudreau、Fátima Santos、Katharina Hoelle、 Giles S.H.Yeo、Keith Burling、Moritz Reiterer、Abigail L.Fowden、Graham J.Burton、Cristina M.Branco、Amanda N.Sferruzzi-Perri 和 Miguel Constância，
，2021 年 12 月 27 日，发育细胞 .
DOI：10.1016/j.devcel.2021.12.005
主要研究人员来自剑桥大学的妇产科、医学研究委员会代谢疾病部门、Wellcome-MRC 代谢科学研究所的一部分以及滋养层研究中心。
该研究主要由生物技术和生物科学研究委员会、医学研究委员会、威康信托基金和滋养层研究中心资助。
