新研究揭開高海拔地區物種健康妊娠的遺傳特徵
蒙大拿大學的研究人員發現了幫助高原鹿鼠在高海拔地區保持健康妊娠的遺傳特徵,這暗示了應對缺氧相關並發症的進化策略,並為人類醫學進步開闢了道路。在高海拔地區懷孕往往會導致嬰兒出生體重過輕和各種並發症。從小鼠到人類等多種哺乳動物都存在這些問題。
蒙大拿大學的一項研究發現了一些遺傳因素,這些因素使特定的高原鹿鼠群落能夠在這些高海拔地區保護它們發育中的胎兒。這項研究最近發表在《美國國家科學院院刊》上。
馬薩諸塞大學研究員、生物學副教授扎克-切沃隆(Zac Cheviron)說:”了解鹿鼠如何在高海拔地區生存和繁衍,不僅有助於我們了解基本的進化過程,有朝一日還可能為治療人類的一系列相關疾病提供線索。”
這項工作由凱特-威爾斯特曼(Kate Wilsterman)領導,她是加州大學的一名博士後研究員,現已加入科羅拉多州立大學任教。Cheviron、UM生物學教授Jeff Good和UM前博士後研究員Rena Schweizer是她在蒙大拿州的主要合作者。
研究人員(從左到右)瑞娜-施韋澤、扎克-切克威龍和傑夫-古德(圖中為蒙大拿大學實驗室)研究鹿鼠如何在海拔較高的地方保護發育中的胎兒。圖片來源:蒙大拿大學照片,Ridley Hudson 攝
他們的研究表明,原產於低海拔地區的鹿鼠在高海拔地區氧氣減少會對胎兒的生長產生不利影響。然而,這種原產於高海拔地區的小鼠具有基因差異,這種差異提供了胎盤修飾功能,可保護胎兒免受缺氧(即胎兒缺氧)的影響。這種模式與在人類中觀察到的情況類似,如西藏或安第斯血統的人。這些人類也能在高海拔地區保護胎兒生長,但研究人員對其實現方式知之甚少。
切維隆說,他們工作中最令人興奮的一點是發現,在他們研究的物種中,許多似乎針對胎兒生長的基因也與人類的胎盤生理有關。
他說:”這表明,支撐高海拔地區健康懷孕的遺傳和生理機制可能有著深厚的進化根源。我們或許可以利用這一洞察力開發新的治療方法,改善人類的妊娠結果。”
在研究過程中,低地小鼠在缺氧條件下胎兒發育遲緩,但高地鹿鼠通過改變胎盤避免了負面影響。
如果我們能夠了解鹿鼠是如何’解決’缺氧對胎兒生長的影響問題的,我們最終或許能夠確定人類治療發展的靶點,或者能夠更好地確定涉及缺氧的妊娠疾病的問題所在。
未來的研究將檢查他們在鹿小鼠中發現的組織級變化。研究人員還希望確定導致特定細胞類型如何應對缺氧的基因變異。