中科院新发《Cell》：证明怀孕极大地改变了每个主要器官

　　

怀孕在女性身体中引起了巨大的适应，因为它养育和容忍了一个正在成长的胎儿和支持胎盘。但是，影响母体器官的化学物质和激素变化仍然知之甚少。现在，中国的一个研究小组通过分析怀孕猴子体内广泛器官的代谢活动，朝着填补这一空白迈出了一步。一些器官，包括肝脏和心脏，如预期的那样成为活动热点;该小组报告称，包括皮肤在内的其他组织也出现了令人惊讶的代谢变化。除了更好地了解起作用的分子过程外，作者声称这些发现还可以揭示妊娠期代谢紊乱，如先兆子痫和妊娠糖尿病，并导致诊断和干预。

“我很惊讶地发现，怀孕期间的代谢变化超出了通常相关的代谢器官，”昆明科技大学的发育生物学家Yuyu Niu说，他没有参与这项研究。他补充说，今天发表在《Cell》杂志上的这项研究“应该被认为是对生殖生物学和女性健康研究的重大贡献”。

研究代谢组，或代谢物的集合，如氨基酸、脂质、糖和有机酸，这些代谢物介导和调节人体的生化过程，一直具有挑战性。已经有关于人类怀孕期间血液和尿液的研究，但这些研究并没有将代谢物与特定器官联系起来。(取样需要采集器官，这对人类来说在伦理上和实践上都不可行。)对怀孕的啮齿动物的研究并不令人满意，因为它们与灵长类动物的怀孕有明显的不同。值得注意的是，啮齿动物不会自然地经历妊娠糖尿病、先兆子痫或高血压等代谢性疾病，而有些人在怀孕时会发生这些疾病。

因此，研究小组转向食蟹猴，从未怀孕的动物和怀孕早期、中期和晚期的动物身上收集了近300份23种不同组织的样本，并评估了它们的代谢物。

“代谢组决定了一个器官的生物结构和功能，”中国科学院动物研究所的生殖生物学家、这项新研究的作者之一Hongmei Wang解释说。她和她的同事们假设，代谢物的动态驱动了怀孕引起的各种器官的变化。

利用一种称为液相色谱-质谱法的技术来识别和量化样品中的代谢物，研究小组发现了91种代谢物，这些代谢物在帮助身体适应怀孕方面具有潜在的作用。值得注意的是，某些代谢物的水平急剧上升，而其他代谢物的水平急剧下降，不仅在已知的主要代谢器官——肝脏、胰腺和心脏——而且在通常被认为不受怀孕严重影响的组织中，包括某些肌肉和皮肤。在被检查的组织中，大多数代谢物的浓度也随着妊娠的进展而改变。

印第安纳大学医学院(Indiana University School of Medicine)的生物化学家Brittany Needham没有参与这项研究，她说，看到肌肉和皮肤中的分子变化令人惊讶。“然而，问问那些怀孕过的人，他们是否只注意到生殖器官的变化，受影响的其他组织的名单将比这里研究的23个要长!”

丹麦癌症研究所(Danish Cancer Institute)的流行病学家Mads Melbye说，其中一个限制是，研究小组只研究了猴子165天妊娠期的三个时间点。Melbye与人共同领导了一项研究，该研究于2020年发表在《Cell》杂志上，研究了30名孕妇每周血液样本中的代谢物，发现代谢表达模式“在怀孕的每几天都有很大差异，”他说。但他指出，每周对器官中的代谢物水平进行取样并不容易。

这项研究的结果可能会对子痫前期等疾病产生影响。子痫前期会在怀孕期间导致高血压，如果不及时治疗，对胎儿和母亲都可能是致命的。在这项新研究中，研究人员在怀孕猴子的胎盘中发现了高水平的代谢物皮质酮。然后，在使用人类干细胞的实验室实验中，研究小组表明皮质酮对调节胎盘功能至关重要。另外，他们还发现，患有先兆子痫的孕妇血液中的皮质酮水平低于没有这种情况的孕妇。IOZ的干细胞生物学家、该研究的合著者Ng Shyh-Chang说，在许多情况下，子痫前期直到已经破坏了胎盘才被发现。他和他的合著者写道:“(确定)母体皮质酮缺乏可能对子痫前期的临床诊断有用。”

Melbye说，皮质酮缺乏和先兆子痫之间的联系很有趣。他说:“有待证明的是，它对先兆子痫的预测有多清晰，以及在怀孕早期的预测有多清晰。”尽管新发现“为更好地理解怀孕机制铺平了道路，但许多代谢变化的意义仍有待确定。”

作者同意他们的论文只是一个起点。他们的研究“为潜在的功能性、妊娠适应性代谢物提供了很多线索，”Ng说。“我们当然希望其他人能制定出更多的细节。”