“性别之战”从子宫开始，父亲和母亲的基因争夺营养

剑桥大学的科学家们发现了一个胎儿用来控制胎盘营养供应的关键信号，揭示了遗传自父亲和母亲的基因之间的拉锯战。这项在老鼠身上进行的研究可以帮助解释为什么一些婴儿在子宫里发育不良。

随着胎儿的成长，它需要向母亲传达对食物日益增长的需求。它通过血管胎盘是一种特殊的器官，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，通常表现为胎盘血管生长减慢。在人类中，这些血管在妊娠中期和晚期急剧扩张，足月总长度约为320公里。

今天发表在细胞发育在一项研究中，由剑桥大学(University of Cambridge)科学家领导的研究小组利用转基因小鼠展示了胎儿如何产生信号来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亲那里进入胎儿体内。

该论文的第一作者Ionel Sandovici博士说:“当胎儿在子宫中生长时，它需要母亲的食物，而胎盘中健康的血管对于帮助它获得所需的适量营养至关重要。”

“我们已经确定了胎儿用来与胎盘沟通的一种方式，以促进这些血管的正确扩张。当这种交流中断时，血管就不能正常发育，婴儿就会很难获得所需的所有食物。”

研究小组发现，胎儿发出一种被称为IGF2的信号，通过脐带到达胎盘。在人类中，脐带中的IGF2水平在妊娠29周和足月之间逐渐增加:过多的IGF2与生长过多有关，而不足的IGF2与生长过少有关。过大或过小的婴儿在出生时更容易患病甚至死亡，成年后患糖尿病和心脏问题的风险也更高。

Sandovici博士补充道:“一段时间以来，我们已经知道IGF2促进了产生它的器官的生长。在这项研究中，我们已经证明IGF2也像一种经典激素一样发挥作用——它由胎儿产生，通过胎盘进入胎儿血液脐带还有胎盘，它在那里发挥作用。”

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“印迹基因”——基因上的分子开关可以识别它们的亲本来源，并可以打开或关闭基因。在这种情况下，只复制igf2遗传自父亲的基因是有活性的，而只有复制的igf2r遗传自母亲的是活跃。

第一作者米格尔博士Constância说:“印迹基因的一个理论是，父亲表达的基因是贪婪和自私的。它们想从母亲身上获取尽可能多的资源。但母亲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，父亲的基因决定了胎儿对更大体型的需求血血管和更多的营养物质，而胎盘中的母亲基因试图控制她提供多少营养。这是一场拔河比赛，一场基因组层面的性别之战。”

研究小组表示，他们的发现将使人们更好地了解胎儿是如何胎盘怀孕期间和母亲互相交流。这反过来可能导致测量人体IGF2水平的方法胎儿并找到方法使用药物使这些水平正常化或促进胎盘血管的正常发育。

研究人员使用小鼠，因为有可能操纵它们基因模拟不同的发育条件。这使他们能够详细地研究发生的不同机制。小鼠的生理和生物学与人类有许多相似之处，这使研究人员能够模拟人类怀孕，以便更好地了解它。