解决妊娠悖论

研究人员发现了在保护胚胎免受母体免疫系统攻击中起关键作用的蛋白质——这些蛋白质可能有一天能帮助治疗多次流产的妇女。

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长期以来,妊娠给科学家们提出了一个悖论:母亲的免疫系统应该攻击任何外来组织,而她发育中的孩子恰恰就是外来组织——因为它携带了父亲的一些遗传物质。那么,为什么不是所有的妊娠都以流产告终,就像许多器官移植最终会遭到排斥一样呢?

图片:HECTOR D. MOLINA
正常胚胎。 一个九天大的小鼠胚胎,它产生一种蛋白质(Crry),在没有受到母体免疫系统损害的情况下发育。

在寻找解决方案的过程中,免疫学家们一直在寻找可能以某种方式抑制母亲所谓的获得性免疫的因素,这种免疫会使T细胞和B细胞攻击像婴儿这样的“非自身”入侵者。但是,这种形式的免疫只是几个协同系统之一。现在看来,科学家们一直在错误的地方寻找。


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赫克托·D·莫利纳和他在圣路易斯华盛顿大学的同事最近发现,控制先天免疫的因素——一种比我们获得性防御更古老和更原始的武器库——对于维持小鼠的正常妊娠至关重要。他们在1月20日出版的《科学》杂志上报告了他们的工作。

莫利纳在开始他的工作时,并没有试图解决妊娠悖论。相反,他希望了解鼠类基因,补体受体相关基因Y(Crry)及其产物Crry,是否有助于保护身体免受炎症造成的损害。炎症在身体外部引起的肿胀、发热、发红的斑点表明内部存在细胞地狱,在那里,各种免疫细胞以各种方式攻击和破坏受感染的或外来组织。

一种关键策略涉及补体蛋白,这些蛋白像降落伞一样降落到外来细胞上,并通过一系列步骤,标记它们以进行破坏,或者最终在它们的膜上炸出致命的孔洞。Crry的作用是阻止两种补体蛋白C3和C4在周期的早期标记外来细胞。

图片:HECTOR D. MOLINA
异常胚胎。 一个九天大的小鼠胚胎,它缺乏一种保护性蛋白质(Crry),正在受到母体免疫系统的攻击。

莫利纳计划通过创建Crry敲除小鼠来进一步阐明Crry在体内的功能。他破坏了一组动物的基因,并将它们与健康动物杂交,形成一代小鼠,这些小鼠具有一个正常的和一个突变的Crry拷贝。该小组预计,这些小鼠的后代中至少有四分之一会遗传两个突变的Crry拷贝,因此没有Crry蛋白对C3或C4的调节。

然而,他们在研究的245例出生中没有发现Crry缺陷。事实上,所有遗传了两个突变Crry拷贝的动物都在受孕后约10天以胚胎形式死亡。尽管Crry不是唯一的补体调节剂,但似乎它的缺失足以使胚胎容易受到母体补体系统的攻击。他们发现,正常动物确实在称为滋养层细胞的胎儿细胞上早期表达了大量的Crry——滋养层细胞有助于形成母体和孩子之间的边界。

为了加强这个论点,莫利纳还创造了缺乏Crry和补体蛋白的小鼠。这些动物生下了缺乏Crry但其他方面健康的幼崽——进一步证明Crry用于保护正常发育的胚胎免受母体免疫的侵害。没有补体,就没有危险。“看来母亲必须不断控制补体激活,尤其是在胎盘表面,胚胎才能存活,”莫利纳指出。

Crry仅存在于啮齿动物中,但两种物质——衰变加速因子(DAF)和膜辅因子蛋白(MCP)——在人体中起着类似的作用。DAF和MCP缺陷可能在流产中起作用。莫利纳的团队计划接下来测试这个想法,重点关注多次流产或患有自身免疫性疾病(如红斑狼疮)的妇女。“以小鼠研究为框架,”莫利纳补充说,“我们可以跳到人体研究,看看妇女的流产是否也涉及补体调节。” 如果是这样,那么帮助某些妇女足月妊娠的疗法可能指日可待。

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