科学家们已经绘制出怀孕对一种密切相关的灵长类动物的身体代谢途径的巨大变化,它可以指导更好地理解怀孕问题,如反复流产、先兆子痫和妊娠期问题。。
人们对这种对身体代谢流的重大破坏知之甚少,但现在来自北京中国科学院的一组生物学家对食蟹猕猴进行了研究。食蟹猴)创建一张地图,至少绘制出怀孕期间发生的一些变化。
这些猴子是与人类关系最密切的灵长类动物之一,因此它们经常被用作无法在人类身上进行的实验的替代品。
研究人员从 12 只圈养猴子身上收集了 273 个组织样本,其中未怀孕、怀孕早期(5-8 周)、怀孕中期(12-15 周)和怀孕后期(18-20 周)各三只。 。
其中包括在每只猴子被安乐死之前采集的血清样本,然后从不同的身体系统(包括子宫、肝脏、脊髓、皮肤、血液和五个不同的心脏区域)采集了另外 22 个组织样本。
新陈代谢由数千种不同的化学途径组成,就像一个繁华的港口城市,进出口日志不足以捕捉复杂的物流生态系统。
对于无数的细胞、组织和器官来说,一切都像往常一样进行着生命原材料的交易,直到婴儿的出现并一如既往地改变了一切。
研究人员能够识别每个样本中的全套小分子化学物质,这被称为“代谢组”。
来自非怀孕猴子的样本为怀孕前某些代谢途径如何相互作用提供了参考点,而其他样本则揭示了随着猴子怀孕的进展,这些“贸易路线”的剧烈变化程度。
事实上,在怀孕期间,所有 23 个组织样本中的 91 种代谢物发生了一致变化。
在未怀孕的猴子中,骨骼肌的代谢组与心脏、脊髓、肾上腺和子宫的组织高度相关。 但在妊娠早期和中期,它们与心脏组织的耦合减少。
在怀孕早期,样本表明子宫不再与心脏和骨骼肌保持持续的代谢“协议”,而是与正在发育的胎盘结合。
胎盘在妊娠中期完全形成,似乎正在将代谢物输送到怀孕猴子的心脏、卵巢和肝脏。 奇怪的是,子宫似乎已经完成了胎盘的建立,将其重点转移到与头皮皮肤组织的代谢交换上。
对于那些处于妊娠晚期的猴子,样本显示骨骼肌与脊髓发生了显着的交换。
研究小组表示,他们并没有预料到这种进化和代谢耦合的减少,而且目前还不清楚为什么这些变化会以这种方式发生。
但很容易理解为什么他们认为这种剧烈的重新编程可能会出错,可能会导致怀孕期间出现的一些代谢状况。 所有 91 种妊娠适应性代谢物的作用均在人体细胞模型和 32 名孕妇血清样本中得到验证。
那些孕妇有先兆子痫这是一种危险的产前病症,其特征是高血压、严重肿胀和富含蛋白质的尿液,其代谢产物皮质酮的水平大幅下降,而皮质酮与胎盘的成熟有关。
怀孕期间的另一个关键代谢物似乎是棕榈酰肉碱,它调节免疫力并参与脂肪酸的加工。 在怀孕早期和中期的猴子的组织中,包括肝脏、胰腺、心脏和肾脏在内的一系列器官中,该水平都升高了。
该研究的共同作者、动物学家 Shyh-Chang Ng,告诉克里斯塔·莱斯特-拉塞尔新科学家这种代谢变化可能与妊娠糖尿病有一定联系,但还需要更多的研究。
这项研究发表于细胞。