
Cell出版社旗下期刊:Trends in Molecular Medicine推出了2月份特刊:Nurturing thenext generation,从分子医学多个角度探讨了包括怀孕到新生儿发育多个方面的人类繁衍关键问题,这一特刊也介绍了近期的科研进展,揭示了每一代之间复杂的分子关联,以及这对于早期发育的影响。利用这些新的知识,我们可以研发出新诊断和治疗方法,革新目前哺育下一代的方式。
新生儿为何爱生病?
近期的研究表明一些细胞使得有益细菌能够安全地移居到新生儿的肠道中,但同时也抑制了他们的免疫系统使得他们更容易受到感染。
孩子出生后的头几天是一个重要的发育时期,此时婴儿的免疫系统必须适应许多新的刺激物。这其中包括在子宫中不存在、但会随即移居到肠和皮肤等组织上的环境微生物。这一研究发现从根本上改变了我们对于新生儿容易发生感染的看法,表明它是由这一发育期间积极的免疫抑制所引起,而不是免疫细胞不成熟所致。
这里的抑制细胞是成熟红细胞的CD71+前体细胞。研究人员发现新生小鼠(和人类脐带血)中富有CD71+前体细胞,在婴儿适应他们充满微生物的新世界时这些细胞阻止了过度活跃免疫反应。CD71+细胞表达一种叫做arginase-2的酶,后者对于免疫细胞抑制至关重要。研究人员说,这一过程通过阻止响应细菌移居出现强烈的炎症,帮助了消化以及相关的功能。
科学家们将来自成体小鼠的大量成体免疫系统细胞转移到新生小鼠体内,看看当小鼠接触到传染源时其是否能够提高新生儿免疫力。研究人员说他们发现新生小鼠的免疫力没有提高,成体细胞中的保护性免疫系统细胞因子生成仍然很少。而当研究人员在实验室培养物中将成体免疫细胞与新生细胞相混合时,也观察到了类似的结果。
怀孕过程中神奇的转座子
所谓转座子,是指能拷贝并将其自身重新插入到基因组中的DNA片段,一项最新研究发现这种调控元件在怀孕期间能通过迁移,调控孕期相关基因的表达。
在这项研究中,来自芝加哥大学等处的研究人员第一次完成了动物子宫中代表胎生哺乳动物怀孕期间多个节点的RNA测序,这种胎生哺乳动物包括狗,犰狳等。而且研究人员也分析了类似短尾鼠的有袋动物,以及鸭嘴兽等单孔动物在内的卵生哺乳动物,此外这项研究也涉及一些非哺乳类物种,比如蜥蜴、鸡和青蛙的转录组成果。
当动物们开始生育下一代的时候,子宫中大多数基因都开始增加表达,并且相比于卵生动物,随着胎盘的出现,胎生动物表现的更为明显。一些在肠道和大脑中表达的基因也开始增加表达。
这一研究组此前曾发现一种特殊的转座子:MER20能改变一些胎生哺乳动物怀孕有关基因的表达。而最新这项研究则绘制了受到黄体酮刺激的子宫内膜人类细胞中的增强子,启动子和其它调控区域,他们发现有194个早已存在的哺乳动物转座子家族会在这些细胞的调控区域中富集,其中173 个只存在于胎生哺乳动物中。研究人员进一步还发现很多古老的转座子基因参与了孕激素结合位点相关的基因调控,这解释了激素结合转座子增多为何能促进怀孕期间大规模基因表达重组。
人类母乳微生物菌群
研究发现, 母乳喂养可降低婴儿患腹泻和呼吸道感染等疾病的风险,提高婴儿的代谢功能和免疫能力。 目前人们对母乳的关注多集中在其丰富的营养成分, 如蛋白质、脂肪酸、维生素和矿物质等. 然而随着实验技术和新一代测序技术的发展, 人们发现母乳与人体其他部位一样存在丰富的微生物菌群.之前的研究采用 DNA 二代测序技术首次全面地研究了母乳微生物群落的多样性和随时间变化的相对稳定性特征,发现金黄色葡萄球菌(Staphylococcus)和链球菌(Streptococcus)是母乳中含量最丰富的菌属。 除此之外, 另有来自其他7个属的微生物也普遍存在于母乳中。一项研究应用“中性”理论和 Taylor 幂法则分析探讨母乳菌群中细菌种间相互作用的机制, 以及由此产生的细菌种群分布格局。
文章指出,母乳对婴儿和孕妇的健康有重要影响, 其不仅含有丰富的营养成分还含有高达数百种的细菌. 正常情况下, 母乳菌群中的“机会性”病原菌不会对婴儿和母亲有任何不良作用。传统医学认为一种疾病通常对应一种病原体(pathogen), 而某些疾病却一直找不到确定的病原. 最近的人类微生物组计划的一些研究表明,某些疾病的产生是由于人体微生物生态系统遭到破坏的结果,这也是在后基因组时代被重新定义的“医学生态学”。
