唧唧堂名校科研介绍2014-08-21 3:59 PM

胎盘可以向宝宝大脑发送胁迫信号

胎盘中一种似乎能影响孕期压力的酶会提高胎儿自闭症或精神分裂症风险。

 

发表于《PNAS》杂志的该项新研究表明,小鼠体内的OGT酶(O-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶)能在产前将产妇压力转化成重编程信号传递给胎儿大脑。 研究资深作者宾夕法尼亚大学兽医学院动物生物学教授Tracy L. Bale表示,OGT能将来自妈妈的压力提炼转变成读数来改变胎儿大脑发育。已知OGT通过染色质重塑在基因表达中发挥着作用,这一重塑过程使某些可得基因或多或少被转化成蛋白质。

 

胎盘受损

 

去年发表于《PNAS》的一项研究中,Bale实验室发现雄性小鼠幼崽的胎盘比雌性幼崽胎盘具有更低的OGT水平,而妊娠早期身处压力中的孕鼠的胎盘比其他同期未受压力的孕鼠具有更低的总体OGT水平。Bale表示,通常认为胎盘仅起着促进母子间血液互流的作用,但事情远非如此。其实它是动态内分泌组织且具有性别特异性,我们已经证实它受到损害会显著影响胎儿大脑发育。


为了阐明OGT水平降低会如何通过胎盘将信号传输给胎儿,Bale 和该研究合著者博士后研究员Christopher L. Howerton培育出了胎盘部分或完全缺乏OGT的小鼠。随后他们将这些转基因小鼠和其他在(怀孕首星期)妊娠早期身处如具有捕食者气味,不熟悉对象或异常噪音等温和压力中的动物进行比较。

 

睾酮素紊乱

 

研究者使用特定活化组蛋白标记进行了全基因组搜索来寻找受OGT水平改变影响且受暴露于早期产前应激影响的基因,并发现了普遍基因表达模式的扫描宽带。研究人员特别关注于被称为Hsd17b3的受不同特别调节的基因,该基因能编码出将雄烯二酮(类固醇激素)转变成睾丸激素的酶。从某种程度来说,这种基因非常有趣,因为如自闭症和精神分裂症等神经发育障碍有很强的性别偏见性,即要么显著影响男性要么更早在男性身上发病。

 

身处压力的孕鼠所怀的雄性小鼠幼崽的关联胎盘已经减少了Hsd17b3酶的水平,并因此比普通小鼠具有更高雄(甾)烯二酮水平和更低的睾酮水平。Bale表示这可能意味着受母鼠的早期产前应激影响,雄鼠后代表现出更低雄性化。 这一发现十分重要,因为自闭症倾向被认为是大脑处于高男性化状态,而精神分裂症则被认为是处于低男性化状态。这十分有道理因为睾丸酮合成过程部分遭到了破坏。

 

断乳期生长减缓

 

此外,具有受破坏的OGT的母鼠所产的小鼠和患有产前应激的孕鼠所产的小鼠还具有其他相似表现。虽然他们出生时体重正常,但在断奶期均生长变缓。其体重比对照组小鼠低10%到20%。

 

由于下丘脑在控制生长及许多其它重要的存活功能中起着关键作用,研究人员随后将正常小鼠,具有较低OGT的小鼠和患有产前应激孕鼠所产的小鼠进行了比较,筛选了小鼠基因组中位于下丘脑的表达异常基因。他们确定了有关为细胞供能的线粒体结构和功能的一些基因组。事实上,当用检查线粒体生物合成的酶试验进行比较时发现,比起正常小鼠来说,患有产前应激孕鼠所产小鼠和具有较低OGT孕鼠所产的小鼠在其下丘脑中具有显著较低的线粒体功能。这解释了小鼠增长模式为何在断乳前类似,而断乳后各不相同。这是因为不断攀升的能源需求促使小鼠表现出不同增长模式。

 

掉队

 

Bale打了个比方,天热时暖炉坏了也无所谓,但如果天寒地冻就无法再满足需求了。这对所有小鼠来说都一样。如果能依偎母亲和兄弟就不需要自己大量产热,但一旦戒乳就及其需要自我产热,这些小鼠因此掉队了。大脑线粒体功能障碍在精神分裂症和孤独症患者中均被发现。

 

在未来工作中,贝尔希望能找出一套能预示胎儿神经发育疾病风险增高的母体血浆应激生物标记。 这样就能用来检测高危妊娠并尝试在产前尽早进行干预。

 

Narayan Avadhani参与了共同研究,且国家精神卫生研究所为该研究提供了支持。


英文报道: 

PLACENTA CAN SEND STRESS SIGNALS TO BABY’S BRAIN
http://www.jijitang.com/note/5724

论文原文: 
《OGT目标胎盘删除综述了包括下丘脑线粒体功能障碍在内的产前应激表型》, 2014年5月19日发表于《PNAS》 
http://www.jijitang.com/note/5723

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