人類、狗和大約 4,000 種其他胎盤哺乳動物物種的獨特之處在於，它們能夠在體內培育胎兒相當長的時間。這種至關重要的適應能力使得大腦能夠緩慢發育。現在，一項關於早期妊娠（即胚胎植入子宮時）基因表達的研究表明，胎盤哺乳動物進化出了將針對胚胎的炎症攻擊轉化為優勢的能力。
“植入看起來像炎症，因為它源於炎症，”康涅狄格州紐黑文市耶魯大學的進化生物學家阿倫·查萬說。他於 1 月 5 日在加利福尼亞州舊金山舉行的綜合與比較生物學學會會議上介紹了這項發現。“我們進行這項研究是為了瞭解它是如何變成植入過程的。”
進化生物學家認為，古代哺乳動物像今天的鴨嘴獸一樣產卵。有袋動物，包括負鼠和袋鼠，進化得更晚：它們的胎兒從母體內的帶殼卵中孵化出來，然後在不久後從母體中排出。但是，最初的孵化似乎會激發免疫系統。在去年 7 月發表於《美國國家科學院院刊》的一份報告中，查萬和他的同事表明，當負鼠 (Monodelphis domestica) 胎兒離開卵並附著在子宮內膜上時，一組炎症基因會開啟。先前對胎盤哺乳動物的研究也表明，當胚胎附著到子宮上時，會出現免疫反應的跡象。
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但是在胎盤哺乳動物中，胚胎不僅僅是附著在子宮上。相反，當它侵入組織時，它會破壞子宮內膜，從而引發大量炎症蛋白。在感染和損傷期間，這些蛋白質通常會對抗入侵者並修復傷口。其中一些蛋白質可能對正在萌芽的生命形式有害，但研究表明炎症對於胚胎是必要的。例如，在懷孕初期服用抗炎藥的女性流產的風險更高，因為胚胎無法成功植入子宮。生殖生物學家認為，炎症的某些方面，例如新血管的生長，有助於發育中的胚胎獲得所需的氧氣和營養。
直面火焰
為了找出胎盤哺乳動物如何在早期承受這些蛋白質的攻擊，查萬分析了三種胎盤哺乳動物（兔子 (Oryctolagus cuniculus)、犰狳 (Dasypus novemcinctus) 和刺蝟 (Echinops telfairi)）的炎症反應。在負鼠體內高水平存在的炎症蛋白白細胞介素-17 似乎在胎盤哺乳動物中處於非活動狀態，就好像它已被關閉一樣。該蛋白質通常會召喚白細胞，白細胞透過消化或用酶破壞入侵者來殺死入侵者。“在它們損害胚胎之前關閉這些蛋白質可能很重要，”查萬說。
他的初步研究發現，胎盤哺乳動物子宮內膜細胞抑制白細胞介素-17 的產生。炎症反應的其他方面在妊娠後期消退，儘管尚不清楚是什麼觸發了這種情況。結果表明，胎盤哺乳動物在妊娠過程中微調了炎症，使其有漲有落。“哺乳動物已經找到了一種方法，可以保留炎症過程中一些對胎兒有利的方面，但阻止反應的破壞性部分，”耶魯大學進化生物學家和這些研究的高階研究員岡特·瓦格納說。
耶魯大學生殖免疫學家吉爾·莫爾說，這些發現令人著迷。他希望它們能夠產生最終幫助臨床醫生減少流產並提高接受體外受精的婦女的植入率的細節。儘管炎症在植入過程中似乎是必要的，但它是妊娠中期和晚期流產和早產的主要原因。“我們需要找到從促炎狀態轉變為抗炎狀態的方法，以便女效能夠保住她們的寶寶，”莫爾說。
本文經許可轉載，並於2017 年 1 月 9 日首次發表。