当女性怀孕并哺育婴儿时，她们的身体会经历各种转变，影响乳房和免疫系统等器官，以促进母亲和孩子的健康。这种现象是所有哺乳动物中常见的进化适应。一项由维也纳医科大学的约瑟夫·佩宁格和温杰·翁治领导的国际研究团队最近发现了一个惊人的变化：怀孕和哺乳的女性的肠道也经历了显著变化，导致肠道表面积增加了一倍，并且结构发生了显著重组。
当期待成为母亲的女性和哺乳婴儿的女性经历这些阶段时，她们的身体以各种方式适应，以保护自己和孩子的健康。从进化的角度来看，这些变化在所有哺乳动物中都是普遍认可的。一个来自世界各地的研究团队，在维也纳医科大学的约瑟夫·佩宁格和温杰·翁治的指导下，发现了一个惊人的发现——怀孕和哺乳的女性的肠道也经历了显著的变化，表面积增加了一倍，并且结构发生了明显的变化。此外，他们首次提供了母亲肠道扩展如何发生的遗传和机制方面的见解，这可能对后代的健康产生持久影响。研究结果即将在《自然》上发表。
这个国际团队包括来自不同机构的研究人员，例如维也纳医科大学、IMBA – 分子生物技术研究所、加拿大不列颠哥伦比亚大学和德国亥姆霍兹感染研究中心，发现怀孕和哺乳期间，肠道内的绒毛发生了重组和显著增大，有效地使表面积增加了一倍。研究使用了转基因小鼠以及来源于小鼠和人类的肠道类器官——由肠道干细胞生成的三维组织结构。研究人员确定RANK受体/RANK配体（RANK/RANKL）系统是怀孕和哺乳时期小肠绒毛扩展的关键，受到性别和哺乳相关的荷尔蒙变化的控制。当在转基因小鼠中禁用RANK/RANKL系统时，怀孕和哺乳期间绒毛的正常扩展受到严重影响。
对进化的重大影响
RANK/RANKL系统作为在进化过程中被保留下来的各种基本生物过程的重要因素，已被研究数十年。佩宁格团队之前已经发现了该系统的重要作用，包括其在骨代谢、乳腺生物学、乳腺癌和怀孕期间免疫耐受中的作用。这项研究导致了可以帮助数百万人的骨骼健康的药物的研发，目前正在进行的临床试验也在研究乳腺癌的预防和治疗策略。研究人员现在发现肠道中发生的变化不仅在停止哺乳后是可逆的，而且对于适当喂养和抚养婴儿至关重要。“我们的研究表明，当RANK/RANKL系统在怀孕期间受到损害时，会对哺乳母亲产生的不良影响，导致婴儿体重降低，并在几代人中产生持久的代谢影响，”首席作者温杰·翁治指出。“母亲必须满足自己和婴儿的营养需求是至关重要的。这项研究提供了肠道如何适应母亲预期的营养需求增加的分子和结构依据，这很可能是所有怀孕和哺乳哺乳动物物种共享的特性，”研究负责人约瑟夫·佩宁格补充道。
母亲如何满足怀孕和哺乳的需求问题为进化和人类健康提供了重要的见解。女性荷尔蒙在这一时期转变多个器官中发挥了重要作用，调整其结构和功能，以利于母亲的健康和孩子的发展。尽管已经记录怀孕女性的营养需求增加，但这一重要因素直到现在都没有得到彻底的研究。“通过确定RANK/RANKL系统作为怀孕和哺乳期间肠道适应的主要驱动因素，我们的研究增强了对对进化和人类健康至关重要的生物过程的理解，”约瑟夫·佩宁格总结道。
肠道表面积的显著增加受性别和怀孕荷尔蒙的影响，这些荷尔蒙通过RANK/RANKL途径改变肠道干细胞，为细胞的生长提供生存信号。这种生长导致肠道表面积几乎翻倍，从而增强了吸收糖类、蛋白质和脂肪的机制，同时显著改变肠道绒毛的结构，以减慢食物通过并优化营养摄取。“我们的研究结果揭示了一种母亲身体适应，保持婴儿健康的显著新机制。到目前为止，除了少数过时的研究，几乎没有人意识到这一点。我们的研究还表明，该系统通过干细胞可以影响肠道肿瘤；从怀孕和哺乳母亲的适应中学习可能有助于我们制定新的治疗策略，并改善对肠道癌症和肠道再生的理解，”约瑟夫·佩宁格总结道。
本研究代表了维也纳医科大学、奥地利科学院分子生物技术研究所、温哥华生命科学研究所、亥姆霍兹感染研究中心、乌得勒支Hubrecht研究所和基尔大学之间的合作努力。来自东京大学和剑桥大学的合作者也为这一研究作出了贡献。
