科学家们已经绘制出怀孕对密切相关的灵长类动物身体代谢途径的巨大变化,它可以指导更好地了解复发性流产、先兆子痫和妊娠糖尿病等怀孕问题。
人们对这种对人体代谢流动的重大破坏知之甚少,但现在来自北京中国科学院的一个生物学家团队研究了食蟹猕猴(Macaca fascicularis),以绘制一张地图,至少绘制了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中的代理。
研究人员从12只圈养的猴子身上收集了273个组织样本,其中三只没有怀孕,分别在怀孕早期(5-8周),怀孕中期(12-15周)和怀孕晚期(18-20周)。
这包括在每只猴子被安乐死之前采集的血清样本,当时从不同的身体系统收集了另外 22 个组织样本,包括子宫、肝脏、脊髓、皮肤、血液和五个不同的心脏区域。
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,在那里,进出口的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,一切如常,它们交换着生命的原材料,直到一个婴儿一如既往地出现并改变了一切。
研究人员能够识别每个样品中的全套小分子化学物质,这被称为“代谢组”。
来自未怀孕猴子的样本为某些代谢途径在怀孕前如何相互作用提供了一个参考点,其他样本揭示了随着猴子怀孕的进展,这些“贸易路线”在多大程度上改变了路线。
事实上,在怀孕期间,91种代谢物在所有23个取样组织中一致变化。
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。但在孕早期和孕中期,它们与心脏组织的偶联减少。
在怀孕早期,样本表明子宫从与心脏和骨骼肌的持续代谢“协议”中退缩,而是与发育中的胎盘耦合。
胎盘在孕中期完全形成,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,子宫似乎已经建立了胎盘,将注意力转移到了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,样本显示骨骼肌已经与脊髓进行了显着的交换。
研究小组表示,他们没有预料到这种进化和代谢偶联的减少,而且目前还不清楚为什么这些变化会以它们的方式发生。
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都在人类细胞模型和 32 例孕妇血清样本中得到验证。
那些患有先兆子痫的孕妇 - 一种危险的出生状况,其特征是高血压,严重肿胀和富含蛋白质的尿液 - 代谢物皮质酮的水平大幅下降,皮质酮与胎盘成熟有关。
怀孕期间的另一种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。怀孕早期和中期猴子的组织水平上升,包括肝脏、胰腺、心脏和肾脏在内的一系列器官。
该研究的合著者、动物学家Shyh-Chang Ng告诉《新科学家》杂志的Christa Lesté-Lasserre,这种代谢转变可能与妊娠糖尿病有某种联系,但还需要更多的研究。