當(dāng)女性在懷孕和哺乳嬰兒時，身體會經(jīng)歷顯著的代謝和細胞變化，以支持母體健康并確保后代的最佳生長與存活。這種適應(yīng)機制是進化過程中一種普遍而關(guān)鍵的特征，幾乎存在于所有生殖物種中，包括昆蟲和哺乳動物。然而，與這些變化相關(guān)的許多機制，特別是在哺乳動物中的具體過程，仍未被充分揭示。

眾所周知，懷孕和哺乳會顯著增加母體的營養(yǎng)需求。然而，腸道如何適應(yīng)這一階段的營養(yǎng)需求的？母體腸道上皮在細胞和分子層面如何發(fā)生變化？這些變化又是如何被精確協(xié)調(diào)的？這些問題都尚無答案。

近期，一個國際研究團隊揭示了一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，在懷孕和哺乳期間，母體的腸道會經(jīng)歷深刻的適應(yīng)性變化——腸道表面積翻倍，并伴隨顯著的結(jié)構(gòu)性重組。這些變化不僅提升了糖、蛋白質(zhì)和脂肪的吸收效率，還通過結(jié)構(gòu)變化可能減緩食物流動，從而最大化營養(yǎng)吸收。

這些發(fā)現(xiàn)首次從分子和結(jié)構(gòu)角度解釋了腸道如何適應(yīng)母體和嬰兒的雙重營養(yǎng)需求，并確認了其對嬰兒健康的直接影響。研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在近期的《自然》雜志上。

RANK-RANKL系統(tǒng)

在新的研究中，為了揭示母體腸道在懷孕和哺乳期間的變化，研究人員對轉(zhuǎn)基因小鼠和來源于小鼠及人類的腸道類器官（由腸道干細胞形成的三維組織模型）進行了研究。具體來說，他們著重分析了一個名為RANK受體-RANK配體（RANK-RANKL）的系統(tǒng)所扮演的角色。

蛋白受體RANK及其配體分子RANKL在骨轉(zhuǎn)換、乳腺生物學(xué)、乳腺癌，以及免疫耐受中起著關(guān)鍵作用。幾十年來，科學(xué)家們一直將RANK-RANKL系統(tǒng)視為一個重要的、進化保守過程的關(guān)鍵促進者來研究。這些研究為治療骨質(zhì)流失的藥物的開發(fā)作出了貢獻，并有望用于乳腺癌預(yù)防和癌癥免疫療法的臨床試驗。?

RANKL的表達受炎癥細胞因子和與生殖相關(guān)的激素（如催乳素和孕激素）的強烈誘導(dǎo)。然而，性激素的失衡可能會破壞RANK-RANKL系統(tǒng)，從而促進骨質(zhì)疏松或乳腺癌的發(fā)生。而與此同時，與妊娠和哺乳相關(guān)的激素也對腸道功能有重要影響。

腸道絨毛在懷孕和哺乳期間擴張，并重組為片狀幾何結(jié)構(gòu)。這種排列有助于最大化營養(yǎng)吸收。（圖/IMBA/Onji_Kulcsar）

腸道絨毛的擴張與適應(yīng)

在新的研究中，為了評估了RANK在腸道中的表達，研究人員對小鼠進行了基因改造，讓它們的腸道中要么缺乏Rank基因，要么在腸道中過度表達一種永久活躍的人類RANK基因。

他們觀察到，在小鼠懷孕和哺乳期間，RANK-RANKL系統(tǒng)在性激素和催乳激素的調(diào)控下，能夠促進小腸絨毛的擴張；而缺乏RANK-RANKL系統(tǒng)的小鼠在懷孕和哺乳期間無法正常擴展小腸絨毛，從而影響營養(yǎng)吸收能力。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，母體腸道在懷孕和哺乳期表現(xiàn)出的適應(yīng)性變化對嬰兒的喂養(yǎng)和營養(yǎng)吸收至關(guān)重要。這些變化在哺乳期結(jié)束后可以完全逆轉(zhuǎn)，展現(xiàn)了高度的靈活性。此外，研究團隊發(fā)現(xiàn)，懷孕期間缺乏RANK-RANKL系統(tǒng)的小鼠，其腸道擴張受損，導(dǎo)致母乳質(zhì)量下降，幼崽體重減輕，并引發(fā)跨代的代謝后果。這些結(jié)果進一步驗證了腸道適應(yīng)的關(guān)鍵作用。

進化啟示與臨床前景

通過揭示RANK-RANKL系統(tǒng)在懷孕和哺乳期腸道適應(yīng)中的核心作用，這項新的研究為理解這一對進化與健康至關(guān)重要的生物過程提供了全新視角。

更令人矚目的是，研究還發(fā)現(xiàn)RANK-RANKL系統(tǒng)可能通過干細胞直接影響腸道腫瘤。這一發(fā)現(xiàn)為探索腸道再生或腸癌治療提供了新思路。研究團隊認為，這一系統(tǒng)的可逆性特性或許可以用于開發(fā)針對腸道疾病的新型治療方法。

研究團隊總結(jié)道：“母親的身體以一種令人驚嘆的方式適應(yīng)以支持嬰兒的健康。這一研究不僅深化了我們對腸道生理的理解，還為潛在治療方法提供了重要啟發(fā)。”

#創(chuàng)作團隊：

編譯：糖獸

排版：雯雯

#參考來源：

https://www.meduniwien.ac.at/web/en/about-us/news/2024/news-in-dezember-2024/mothers-massively-change-their-intestines-during-pregnancy-and-nursing/

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08284-1

https://www.nature.com/articles/d41586-024-04140-4

#圖片來源：

封面圖&首圖：IMBA/Onji_Kulcsar