胎盘：一个奇特的器官 _生活知道

【胎盘：一个奇特的器官】2008年男孩子带尿不湿影响生殖器官发育吗，当医生萨姆·贝哈迪在产科病房例行查房时，一位同事把他拉到一个病人的房间。在那里他看到一位母亲喜笑颜开，正裹着一个健康的新生儿。贝哈迪的下巴差点掉下来。仅仅几个月前，医生给这位母亲带来一个不妙的消息：常规产前检查(从胎盘抽取样本)显示，她孩子的13号染色体有一个额外的拷贝，这种情况通常对新生儿是致命的。然而，产后检查显示，婴儿的染色体完全正常。贝哈迪离开房间时想：“这怎么可能?”
这是一个“变异仅局限于胎盘，而没有涉及胎儿”的例子。鉴于胎盘和胎儿来自同一个受精卵，这是很奇怪的。其实科学家知道这种现象已经有几十年了，但他们一直无法理解这是怎么回事。
奇特的器官
从某些方面来说，胎盘是一个奇特的器官。试想，胎盘的生成费去了大量资源，可是一等新生儿降生，胎盘就被扔弃了，从大自然总是尽可能“物尽其用”的进化观点看来，这种安排也太浪费了。几十年来，生物学家对此一直深感困惑。
它的起源也很奇特。胎盘被认为是在9000多万年前出现的，当时一系列逆转录病毒嵌入到哺乳动物祖先的基因组中，经过多代的进化，导致了这个器官的形成。
更奇特的是胎盘上充满了发生变异的细胞。科学家对来自37个胎盘的86个样本进行基因测序后发现，来自同一个胎盘的每一组细胞在基因上都是不同的。换句话说，胎盘事实上是由许多群基因不同的变异细胞组成的，它就像由不同色块组成的一个拼图。
这也意味着，胎盘上的细胞突变率很高。一些身体细胞，如结肠内壁的某些细胞，科学家知道它们天然地具有高突变率，但胎盘细胞的突变率比这些细胞还要高五倍。而且，一些大的突变(譬如大段的DNA增加或丢失)，在其他器官中非常罕见，仅常见于某些儿童的癌细胞中，但正如本文开头的例子，这类突变在胎盘中却大量存在。
为什么胎盘如此奇特?为什么这样一个重要器官，其基因组如此草率?
扔弃变异细胞的“垃圾场”
为了尝试回答这些问题，贝哈迪和他的同事决定回溯胎盘的形成过程。
我们知道，胎盘和胎儿最初都是由同一个受精卵发育而来的。受精卵分裂，发育成胚胎，胚胎发育到某个阶段，胚胎细胞开始分道扬镳：一些发育成胎盘，另一些发育成胎儿。但是，胚胎如何“决定”哪些细胞发育成胎盘，哪些细胞发育成胎儿?这研究起来并不是一件容易的事。

文章插图
贝哈迪他们的方法依赖于这样一个事实，即细胞DNA中积累的突变，会在它们分裂时一代代传递下去。通过比较胚胎发育不同时期细胞样本之间的突变，有可能追溯细胞的谱系。
贝哈迪和他的同事比较了胎盘和与之相连的脐带样本中的突变。胎盘是由胎盘细胞发育而来，但脐带却是由胎儿细胞发育来的。他们发现，胚胎细胞分化成胎儿和胎盘，时间比预期的要早——在某些情况下，在受精卵的最初几次细胞分裂过程中就开始了。
他们还发现，胎儿和胎盘的发育有微妙的不同：胎儿始终是由第一步就选择要发育成胎儿的那些细胞发育来的，所以胎儿就好比一个由纯种原住民发展起来的国家;与胎儿相比，胎盘更像移民国家，不断有来自胎儿的细胞添加进来。这些细胞大多数是发生了变异之后，被驱逐到胎盘上来的(因为它们要是留在胎儿中，会给胎儿带来极大的风险) 。一个例子是，在一个活检中，研究人员观察到胎盘上某个部位的一组细胞有三个10号染色体的拷贝;但是脐带和胎盘其他部位的细胞都只有两个10号染色体的拷贝。
这就解释了胎盘上为何充斥着那么多的变异细胞：原来，胎盘是胎儿扔弃变异细胞的“垃圾场” 。
与肿瘤有很多相似之处
那么，胎盘为什么要接受这些垃圾呢?把这些变异细胞消灭掉，让自己保持健康，不是更好吗?
科学家猜测，胎盘保存变异细胞可能出于两个原因：首先，在人类怀孕的前16周，胎盘的生长速度必须超过胎儿。因此，每一个细胞对胎盘来说都是宝贵的，都值得保存。其次，变异细胞对胎盘来说不是问题，因为胎盘的寿命很短。胎儿上的每个器官，差不多都要用一辈子;而胎盘到新生儿呱呱坠地，其寿命就终结了。变异细胞在这么短的时间内，其危害性还来不及发挥，所以对于胎盘来说，也就无所谓。
不过，上述解释只解释了胎盘的“意愿”——胎盘“愿意”收留变异细胞，但一般来说，任何变异细胞都会被母体的免疫系统识别出来而受到攻击男孩子带尿不湿影响生殖器官发育吗，那么胎盘是如何保护这些变异细胞的呢?
研究人员早就注意到，肿瘤和胎盘之间有很多相似之处。譬如肿瘤细胞也是变异细胞，而且两者都能逃避免疫系统的识别和攻击。两者的行为也相似。为了成功怀孕，胎盘必须侵入母亲的子宫内膜，利用母亲的血液供应，并建立自己的血管网络——所有这些，肿瘤也都是如此。
不过，尽管胎盘和肿瘤都是侵入性的，但有一个关键的区别。肿瘤会无休止地生长，而胎盘通常知道何时停止生长。如果胎盘在侵入子宫内膜之后，继续侵入子宫肌肉或附近的器官(如膀胱)，胎盘就会撕裂。胎盘生长最快的时期是在怀孕的第一个月，此后速度就慢了下来;如果它像肿瘤一样一直疯长，那么到第三个月就会耗尽胎儿的宝贵资源。这样一来，胎儿不仅不可能长大，甚至面临夭折。
那么，作为充满“癌细胞”的胎盘，它是如何控制这些“癌细胞”的呢?这是科学家下一步研究的课题。弄清了这个问题，对于我们治疗癌症也许会有所启发。
本文到此结束，希望对大家有所帮助！

胎盘：一个奇特的器官

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