你以為你是一個(gè)人?嚴(yán)格來(lái)說(shuō),未必。胎兒嵌合體現(xiàn)象,大家聽(tīng)過(guò)嗎?這里的嵌合體不是指雙胞胎其中一個(gè)被另一個(gè)吞并導(dǎo)致的嵌合體,我們要說(shuō)的是胎兒微嵌合體。
01,什么是微嵌合體呢?
微嵌合體的英文詞根是chimera(奇美拉),是出自希臘神話中的一種怪物,它形似母獅子,但是頭像山羊,尾巴像蛇,會(huì)噴火。
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這種現(xiàn)象同那種特殊的“綠帽子”現(xiàn)象不同,是普遍存在的。我們知道懷孕對(duì)于女性來(lái)說(shuō)是二次發(fā)育,懷孕的時(shí)候,很多激素發(fā)生了劇烈的而變化。然而,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種更為神奇的現(xiàn)象:懷孕的時(shí)候,胎兒的細(xì)胞會(huì)進(jìn)入母體,形成了胎兒微嵌合體 (fetal microchimerism) ,并且對(duì)母體產(chǎn)生重要的健康意義。
02,普遍存在的胎兒微嵌合體
大概早在上世紀(jì)90年代(或許更早),科學(xué)家們首次在女性中發(fā)現(xiàn)了胎兒嵌合體現(xiàn)象。
這得益于著名的K.Mullis發(fā)明的PCR技術(shù),這個(gè)人是個(gè)很有意思的人,大家可以了解一下這個(gè)人物,花花公子不務(wù)正業(yè),然而卻發(fā)明了生物科學(xué)史上top級(jí)別的逆天技術(shù)PCR。
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簡(jiǎn)單地說(shuō),PCR就是人工復(fù)制DNA的辦法。
我們知道生物體內(nèi)可以進(jìn)行DNA的復(fù)制,然而,這需要細(xì)胞精細(xì)的去操作,需要各種各樣的酶復(fù)合體去參與。很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),你要想研究DNA,你需要大量的細(xì)胞和組織去提取DNA,然而,mullis發(fā)明了一種辦法,采用人工的方法,從一小部分DNA,直接把他無(wú)數(shù)次翻倍,從而可以讓科學(xué)家便宜的去研究。
今天,PCR已經(jīng)成為生命科學(xué)必備的基本技能,當(dāng)然,在日常中應(yīng)用也很廣,大家看到法醫(yī)們通過(guò)一點(diǎn)發(fā)絲或者血跡就可以鑒定出這個(gè)人,其實(shí)最初的第一步,就是把這個(gè)微量的樣本進(jìn)行PCR擴(kuò)增。
有了PCR 技術(shù),科學(xué)家們可以尋找那些比較微小的存在。
03,胎兒微嵌合體怎么發(fā)現(xiàn)的?
于是,他們發(fā)現(xiàn)了一種神奇的現(xiàn)象:生育完男性的婦女,體內(nèi)依然保留著Y染色體。
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當(dāng)時(shí)這一發(fā)現(xiàn)是相當(dāng)?shù)霓Z動(dòng),這證實(shí)了一種猜測(cè),自古以來(lái)就有一種奇美拉現(xiàn)象,然而,這是一種傳說(shuō)中的怪獸,是否在人體中存在這一現(xiàn)象呢?
要知道,Y染色體屬于男性,而母體內(nèi)保留了Y染色體,唯一的來(lái)源,只能是來(lái)自于胎兒,所以科學(xué)家將其命名為胎兒微嵌合體 (fetal microchimerism) 現(xiàn)象。那么這種現(xiàn)象有多普遍呢?在19個(gè)生育了男性的母親體內(nèi),有13個(gè)存在Y染色體。
而隨后,這一現(xiàn)象被很多實(shí)驗(yàn)室都重復(fù)了,大體比例在70%左右。
04,無(wú)處不在的胎兒微嵌合體
最初科學(xué)家們對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行了解讀,因?yàn)楫?dāng)時(shí)檢測(cè)使用的樣本是來(lái)自血液,所以,科學(xué)家認(rèn)為,之所以發(fā)生這種現(xiàn)象,其重要原因是懷孕期間,母體和胎兒的血液交流。
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而進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),不僅僅是女性血液中存在微嵌合體,微嵌合體還存在于其他組織,比如心臟,肝臟,肺等。
最為震驚的一次發(fā)現(xiàn)是,在腦組織發(fā)現(xiàn)了胎兒干細(xì)胞,這簡(jiǎn)直是amazing。要知道腦部的血腦屏障存在,對(duì)于很多化學(xué)物質(zhì)和大分子都是無(wú)法穿越的,更別提干細(xì)胞了,然而神奇之處就在這里,就是有胎兒干細(xì)胞穿過(guò)去了。
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當(dāng)然了,科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),這種胎兒嵌合體,會(huì)長(zhǎng)期存在于母體中,因?yàn)椋麄円呀?jīng)融入了相應(yīng)的組織。
甚至,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這些嵌合體,不僅僅是普通的細(xì)胞,還包括干細(xì)胞。目前,這種微嵌合體的存在時(shí)間低則數(shù)年,高則幾十年。
05,對(duì)母體有什么意義嗎?
事實(shí)上,懷孕對(duì)母體的好處一直廣為流傳,不少有內(nèi)部缺陷的婦女,在懷孕生育后,竟然痊愈了,重要原因就是胎兒干細(xì)胞進(jìn)入母體從而對(duì)其進(jìn)行了修復(fù)。
這是一篇發(fā)在 Circ Res 的文章
Cells of fetal origin engraft within maternal heart and give rise to diverse cardiac lineages including cardiomyocytes, smooth muscle cells and endothelial cells. 意思是:胎兒的細(xì)胞進(jìn)入母體心臟,并且分化成為心臟組織,包括心肌細(xì)胞,平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞
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這是一個(gè)示意圖
來(lái)自西奈山醫(yī)學(xué)院的研究所人員發(fā)現(xiàn):當(dāng)心臟受到損傷,例如心臟病發(fā)作時(shí),來(lái)自胎盤(pán)的胚胎干細(xì)胞就會(huì)遷移并定位到產(chǎn)婦的心臟的受損處,然后這些干細(xì)胞會(huì)的基因?qū)男戮幊潭優(yōu)椴珓?dòng)的心臟干細(xì)胞,以幫助其修復(fù)。科學(xué)家們?cè)隗w外也成功模擬了重新編程這一過(guò)程,表明了胚胎細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程可以轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鞑珓?dòng)的心臟細(xì)胞,這一現(xiàn)象在治療心臟病方面具有廣泛深遠(yuǎn)的影響。
06,其他有益的作用
事實(shí)上,除去修復(fù)心臟病外,還有大量的證據(jù)表明,胎兒微嵌合體對(duì)母體有不少健康之處。
1,提高免疫能力。來(lái)自胎兒的免疫細(xì)胞祖細(xì)胞 CD34+ CD38+ 可以長(zhǎng)期存在于母體的外周血中,并增強(qiáng)母體的免疫能力。當(dāng)然,對(duì)于一些免疫太強(qiáng)的人,這就不是好事了。
2,促進(jìn)長(zhǎng)壽。有研究發(fā)現(xiàn), 血液中出現(xiàn) Y 染色體的女性中,85% 的人壽命超過(guò) 80歲,而未出現(xiàn) Y 染色體的女性只有 67% 活到 80 歲。
目前認(rèn)為,微嵌合體是以干細(xì)胞的形式最初出現(xiàn)在母體各個(gè)組織,并選擇性的保留。
存在的疑問(wèn)
1,胎兒干細(xì)胞是如何到達(dá)母體受損組織的?是定向的還是隨機(jī)的?
2,胎兒干細(xì)胞是如何識(shí)別母體受損組織?
事實(shí)上,這兩個(gè)問(wèn)題也是目前干細(xì)胞領(lǐng)域的重要課題。人體缺陷修復(fù)是個(gè)大難題,我們很小的時(shí)候,干細(xì)胞還足夠,而且很活躍,然而,大家也知道,肢體殘疾的人,沒(méi)有再長(zhǎng)出一個(gè)肢體的例子。
我們目前做的干細(xì)胞也會(huì)遇到這兩個(gè)問(wèn)題
1,不可控 2,不智能。
我們無(wú)法控制干細(xì)胞的分化,導(dǎo)致干細(xì)胞進(jìn)入人體內(nèi)要不只生長(zhǎng)不分化,成為一個(gè)瘤子,要不亂分化,比如心臟長(zhǎng)個(gè)耳朵之類的。
補(bǔ)充文獻(xiàn)
持續(xù)27年
Bianchi D W, Zickwolf G K, Weil G J, et al. Male fetal progenitor cells persist in maternal blood for as long as 27 years postpartum[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1996, 93(2): 705-708.
修復(fù)心臟
Fetal Cells Traffic to Injured Maternal Myocardium and Undergo Cardiac Differentiation 2011 DOI:10.1161/CIRCRESAHA.111.249037
加強(qiáng)免疫
Evans P C, Lambert N, Maloney S, et al. Long-term fetal microchimerism in peripheral blood mononuclear cell subsets in healthy women and women with scleroderma[J]. Blood, 1999, 93(6): 2033-2037.
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