父亲的“贪婪”基因操纵未出生的婴儿要求母亲提供额外的食物

科学家发现，胎儿在怀孕期间利用从父亲那里遗传的一种基因副本，迫使母亲尽可能多地释放营养。未出生的婴儿“遥控”母亲的新陈代谢，所以两人在营养方面展开了一场拉锯战。母亲的身体希望孩子能活下来，但为了自己的健康，需要保持足够的葡萄糖和脂肪在她的身体系统中循环，以便能够分娩、母乳喂养和再次繁殖。

　　

剑桥大学的科学家们发现，胎儿在怀孕期间会利用从父亲那里遗传的一种基因来迫使母亲尽可能多地释放营养。未出生的婴儿“遥控”母亲的新陈代谢，所以两人在营养方面展开了一场拉锯战。母亲的身体希望孩子能活下来，但为了自己的健康，需要保持足够的葡萄糖和脂肪在她的身体系统中循环，以便能够分娩、母乳喂养和再次繁殖。

剑桥大学今天(2023年7月11日)发表的一项新研究调查了胎盘如何通过释放激素与母亲沟通，以便母亲适应婴儿的成长。胎盘是孕妇和其他雌性哺乳动物与胎儿一起发育的重要器官，以支持发育中的胎儿。在怀孕的鼠身上，科学家们选择性地改变了胎盘中的信号细胞，这些信号细胞告诉母亲将营养分配给正在发育的胎儿。

胎儿和胎盘生理学教授、圣约翰学院研究员、该论文的通讯作者之一Amanda Sferruzzi-Perri教授说:“这是第一个直接证据，证明从父亲那里遗传的基因会向母亲发出信号，将营养物质转移给胎儿。”

维康-MRC代谢科学研究所的MRC研究员、该论文的通讯作者之一Miguel Constancia博士说:“婴儿的遥控系统是由基因控制的，这些基因可以根据它们是‘爸爸的’还是‘妈妈的’基因来开关，也就是所谓的印迹基因。父亲控制的基因是‘贪婪’和‘自私’的，会为了胎儿的利益而操纵母亲的资源，让他们长得更大、更健康。尽管怀孕在很大程度上是合作的，但在母亲和婴儿之间存在潜在冲突的巨大舞台，印记基因和胎盘被认为起着关键作用。”

来自剑桥大学生理、发育和神经科学系滋养细胞研究中心和医学研究委员会代谢疾病部门的研究人员的研究结果发表在《Cell Metabolism》杂志上。

由父亲控制的婴儿基因倾向于促进胎儿生长，而由母亲控制的基因倾向于限制胎儿生长。

Sferruzzi-Perri教授解释说:“那些来自母亲的限制胎儿生长的基因被认为是母亲确保自己生存的一种方式，这样她就不会生下一个需要所有营养的孩子，也不会因为太大而难以出生。母亲也有可能在未来与不同的男性怀孕，从而更广泛地传递她的基因。”

研究人员删除了一种名为Igf2的重要印迹基因的表达，该基因为制造一种名为“胰岛素样生长因子2”的蛋白质提供指令。与负责制造和控制血液循环中葡萄糖水平的激素胰岛素类似，该基因促进胎儿生长，并在胎儿组织(包括胎盘、肝脏和大脑)的发育中起着关键作用。

Jorge Lopez-Tello博士是这项研究的主要作者，他来自该大学的生理、发育和神经科学系，他说:“如果来自父亲的Igf2在信号细胞中的功能被关闭，那么母亲的血液循环中就不会产生足够数量的葡萄糖和脂质。”因此，这些营养物质到达胎儿的量不足，胎儿就不能正常生长。”

科学家们发现，从胎盘的信号细胞中删除Igf2会影响其他激素的产生，这些激素调节母亲的胰腺产生胰岛素的方式，以及她的肝脏和其他代谢器官的反应。

“我们发现Igf2控制着怀孕期间降低母亲胰岛素敏感性的激素。这意味着母亲的组织不吸收葡萄糖，所以营养物质在循环中更容易被转移到胎儿身上，”Sferruzzi-Perri教授说。

患有Igf2基因缺陷的婴儿可能生长过度或发育迟缓。Sferruzzi-Perri教授补充说:“直到现在，我们还不知道Igf2基因的部分作用是调节向母亲发出的信号，将营养分配给胎儿。”

被研究的小鼠出生时体型较小，它们的后代在以后的生活中表现出糖尿病和肥胖的早期迹象。

Sferruzzi-Perri教授说:“我们的研究强调了控制营养分配给胎儿对后代终身健康的重要性，以及胎盘所起的直接作用。胎盘是一个神奇的器官。在怀孕结束时，胎盘由母亲提供，但是胎盘如何运作的记忆会在胎儿器官的发育过程中留下持久的遗产，然后它们将如何在一生中发挥作用。”

下一步是了解胎盘激素是如何受Igf2控制的，以及这些激素的作用。未来的研究可以帮助科学家发现针对胎盘的新策略，以改善母亲和婴儿的健康状况。

Jorge Lopez-Tello, Hannah E.J. Yong, Ionel Sandovici, Georgina K.C. Dowsett, Efthimia R. Christoforou, Esteban Salazar-Petres, Rebecca Boyland, Tina Napso, Giles S.H. Yeo, Brian Y.H. Lam, Miguel Constancia, Amanda N. Sferruzzi-Perri. Fetal manipulation of maternal metabolism is a critical function of the imprinted Igf2 gene. Cell Metabolism, 2023; 35 (7): 1195 DOI: 10.1016/j.cmet.2023.06.007