劍橋大學的科學家們揭示了一種迷人的機制，即胎兒在懷孕期間利用父系基因控制母系基因的營養釋放。這種”遙控”系統涉及來自胎盤的激素信號，它們通過改變母親的新陳代謝過程來確保胎兒以最佳狀態生長。 值得注意的是，這場營養爭奪戰是一種微妙的平衡，不僅對胎兒的生長至關重要，而且對母親的健康和未來的生殖潛力也至關重要。

圖片顯示小鼠胎盤的信號細胞（綠色），它們是遠端控制母體新陳代謝以支持營養供應和胎兒生長的關鍵。 圖片來源：Sferruzzi-Perri 實驗室

孕期營養控制

劍橋大學的科學家發現，胎兒在懷孕期間會利用從父親繼承的一種基因來影響母親的身體，使其提供更多的營養。

這就形成了一種”營養拉鋸戰”，未出生的胎兒”遙控”母親的新陳代謝，以最大限度地促進其生長，而母親的身體則平衡自身需求，以保持健康。 母親必須確保有足夠的葡萄糖和脂肪來滿足自身的能量需求，以維持懷孕、支持母乳哺育和未來的懷孕。

胎盤的荷爾蒙訊號傳遞

劍橋大學的一項研究探討了胎盤如何在這​​過程中發揮關鍵作用。 透過釋放特定激素，胎盤與母體溝通，優先考慮胎兒的生長。 這個與胎兒一起發育的重要器官支持著人類和其他哺乳動物的胎兒發育。 在懷孕小鼠的實驗中，科學家改造了胎盤中的訊號細胞，這些細胞能調節營養物質如何分配給胎兒。

聖約翰學院研究員、胎兒和胎盤生理學教授阿曼達-斯費魯齊-佩里（Amanda Sferruzzi-Perri）教授是這篇論文的共同第一作者：”這是第一個直接證據，證明從父親那裡遺傳的基因正在向母親發出訊號，將營養物質轉移到胎兒身上”。

基因戰爭：母體與父體的影響

威康姆-MRC 代謝科學研究所的MRC 研究員、該論文的共同第一作者米格爾-康斯坦西亞（Miguel Constancia）博士說：”嬰兒的遙控系統是由基因操作的，這些基因的開關取決於它們是’爸爸的基因’還是’媽媽的基因’，即所謂的印記基因。

「受父親控制的基因是『貪婪』和『自私』的，它們會為了胎兒的利益而操縱母體資源，使胎兒長得又大又健康。雖然懷孕在很大程度上是合作性的，但母嬰之間也有很大的潛在衝突空間，印記基因和胎盤被認為發揮了關鍵作用”。

劍橋大學生理、發育和神經科學系滋養層研究中心以及醫學研究理事會代謝疾病研究小組（隸屬於惠康-MRC代謝科學研究所）的研究人員的研究成果發表在《細胞代謝》（Cell Metabolism）上。

由父親控制的嬰兒基因往往會促進胎兒的生長，而由母親控制的基因往往會限制胎兒的生長。

斯費魯齊-佩里教授解釋說：「這些限制胎兒生長的母體基因被認為是母親確保自身存活的一種方式，這樣她就不會生出一個攝取了所有營養的嬰兒，也不會生出一個體型過大、難以出生的嬰兒。

基因操縱和營養分配

研究人員刪除了一個名為Igf2 的重要印記基因的表達，該基因提供了製造一種名為”類胰島素生長因子2″的蛋白質的指令。 此基因與負責製造和控制血液循環中葡萄糖水平的荷爾蒙胰島素相似，能促進胎兒生長，並在胎盤、肝臟和大腦等胎兒組織的發育過程中發揮關鍵作用。

這項研究的主要作者、該大學生理學、發育和神經科學系的豪爾赫-洛佩茲-泰羅博士（Dr. Jorge Lopez-Tello）說：”如果父親的Igf2 在信號細胞中的功能被關閉，母親就無法在血液循環中提供足夠的葡萄糖和脂質（脂肪）。

科學家發現，從胎盤訊號細胞中刪除Igf2會影響其他荷爾蒙的分泌，而這些荷爾蒙會調節母親胰臟分泌胰島素的方式，以及母親肝臟和其他代謝器官的反應。

“我們發現，Igf2 控制著導致孕期母親胰島素敏感性降低的激素。”Sferruzzi-Perri 教授說：”這意味著母親的組織不會吸收葡萄糖，因此血液循環中的營養物質更容易轉移給胎兒。”

「有Igf2 基因缺陷的嬰兒可能長得過高或生長發育遲緩。」Sferruzzi-Perri教授補充說：”直到現在，我們才知道Igf2基因的部分作用是調節向母親發出的信號，以便為胎兒分配營養。

研究的小鼠出生時體型較小，它們的後代在以後的生活中表現出糖尿病和肥胖症的早期症狀。

Sferruzzi-Perri教授說：”我們的研究凸顯了胎兒營養物質的可控分配對後代終生健康的重要性，以及胎盤所發揮的直接作用。胎盤是一個神奇的器官。在妊娠結束時，胎盤由母親娩出，但胎盤如何運作的記憶會對胎兒器官的發育方式以及它們一生的運作方式留下持久的影響。未來的研究可以幫助科學家發現針對胎盤的新策略，從而改善母嬰的健康狀況。

編譯自/ scitechdaily