Reaksi keradangan pada embrio di marsupial membawa kepada melahirkan anak, dan di plasenta - untuk implantasi • Alyona Sukhoputova • Berita sains mengenai "Unsur" • Embriologi, Biologi Pembangunan, Genetik

Reaksi keradangan pada embrio di marsupial membawa kepada melahirkan anak, dan dalam placentals, untuk implantasi.

Rajah. 1. Rumah possum (Monodelphis domestica) dengan cubs. Imej dari commons.wikimedia.org

Analisis gen yang terlibat dalam kehamilan pendek mamalia marsupial, rumah opossum, ahli sains yang diketuai menyimpulkan bahawa peringkat pertama kehamilan adalah homologous kepada mamalia marsupial dan plasenta. Pada masa yang sama, di marsupial, peringkat ini mewakili tindak balas imun ibu kepada janin, iaitu reaksi keradangan yang membawa kepada kelahiran. Hipotesis yang dikemukakan oleh para penyelidik mengenai asal-usul evolusi peringkat pertama kehamilan dalam implantasi plasenta dari reaksi keradangan mungkin menjelaskan dengan cara baru data paradoks mengenai pentingnya keradangan pada permulaan kehamilan dalam plasenta. Inovasi utama placentals, menurut penulis, adalah keupayaan mereka untuk mengawal keradangan ini dan menindasnya untuk jangka masa yang lama.

Dengan perkataan "kehamilan", kita biasanya berfikir tentang perkembangan intrauterin yang muda, tetapi dengan pengertian sempit ia bermakna keadaan yang khusus hanya untuk mamalia, yang tidak bermula dengan persenyawaan telur, tetapi agak kemudian, apabila telur dibuahi dan beberapa kali membahagi telur mencapai mukus cangkang rahim dan menyentuh dengan dia.Lapisan rahim, endometrium, terdiri daripada dua komponen utama sel: sel epitel dan sel stromal. Kedua-dua mereka dan sel-sel lain bersedia untuk mengadakan pertemuan masa depan dengan telur.

Pada manusia (pada wanita), misalnya, penyediaan sedemikian berlaku setiap kali dalam fasa terakhir kitaran haid. Sel-sel stroma berkembang, sel-sel epitelium memperoleh pertumbuhan tambahan dan mikrovilli, banyak kelenjar muncul dan berkembang – secara amnya, endometrium berkeupayaan dengan ketara. Hubungan antara endometrium yang disediakan dan telur mengarah kepada implan embrio – membetulkannya di dinding rahim. Selepas implantasi dari tisu embrio berkembang plasenta, yang, melalui pertumbuhannya, menonjol ke dalam endometrium dan selanjutnya menyediakan pernafasan dan makanan embrio. Sebahagian daripada tisu endometrium di tapak penanaman embrio juga merupakan sebahagian daripada plasenta, di mana terdapat percambahan pembuluh darah dan aliran darah yang signifikan. Hubungan dan implantasi pada manusia berlaku pada 6-7 hari selepas persenyawaan, plasenta yang mengikuti mereka berlangsung sepanjang trimester pertama kehamilan. Pada trimester kedua dan ketiga, terdapat pertumbuhan pesat danperkembangan janin. Pada akhir trimester ketiga, tisu endometrium bersedia untuk penolakan plasenta, sambungan patah dan bersalin.

Semua peringkat kehamilan dicirikan oleh ciri-ciri mereka, tetapi yang paling kritikal ialah tahap implantasi. Oleh itu, pada manusia, kira-kira 75% kehamilan yang tidak berjaya adalah hasil daripada pelanggaran proses implantasi. Tanpa tahap ini perkembangan lanjut janin tidak mungkin. Dan, malangnya, ia adalah ketidaksediaan endometrium untuk implantasi, yang paling sering menjadi punca utama kehamilan yang tidak berjaya, yang terburuknya boleh dirawat.

Tidak sama sekali mamalia yang betis kelihatan seperti yang diterangkan di atas. Antara mamalia moden, terdapat tiga kumpulan utama: monotremes, marsupials, dan placentals. Secara tradisional, monotrem dipisahkan daripada cawangan umum pembangunan mamalia lebih awal daripada yang lain, kira-kira 161-217 juta tahun yang lalu (Rajah 2, cawangan perang), dan mewakili kumpulan mamalia yang paling primitif. Ciri-ciri mereka yang paling ingin tahu memberi mereka nama kedua mereka – meletakkan telur. Walaupun haiwan ini mempunyai bulu, kelenjar susu dan ciri-ciri lain yang terdapat pada mamalia, mereka menetas dari telur. Marsupial kumpulan (Gamb.2, cawangan merah dan placentals disimpulkan agak lewat – mengikut data terkini, kira-kira 160-172 juta tahun yang lalu (lihat: Z.-X. Luo et al., 2011 mamalia eutherian Jurassic dan perbezaan marsupial dan placentals); dalam rajah. 2 acara ini masih berkaitan dengan tempoh, Kretaseus yang kemudian.

Mamalia Marsupian dianggap lebih primitif daripada placentals. Bayi mereka dilahirkan sangat mundur dan mesti secara mandiri memanjat ke dalam beg ibu dan berpaut rapat ke puting yang terletak di sana. Dalam kedudukan ini, dia menghabiskan minggu pertama / bulan hidupnya. Kelahiran hidup itu sendiri, nampaknya, di kalangan mamalia muncul sekali sahaja – selepas pemisahan monotrem dari cawangan biasa. Sebagai perbandingan, di kalangan reptilia berskala besar, acara ini secara berasingan berlaku 115 kali (D. G. Blackburn, 2015. Evolusi viviparitas vertebrata dan pengkhususan untuk pemakanan janin: analisis kuantitatif dan kualitatif). Kemungkinan besar, nenek moyang biasa dan placentals tidak bertelur dari pertengahan tempoh Jurassic.

Rajah. 2 Pokok evolusi mamalia. Gambar dari batrachos.com

Di marsupial, anak kecil berjanggut sangat pendek, dan proses ini masih kurang difahami. Pada wanita haiwan yang luar biasa, terdapat dua rahim, vagina yang bercabang dan, dengan itu, zakar bercabang pada lelaki. Fetus memulakan perkembangannya di dalam telur dan menetasnya hanya sebelum kelahiran.Selepas menetas, ia menjalin hubungan dengan endometrium ibu dan melekat padanya, kemudian plasenta yang tidak maju terbentuk, tetapi tidak lama lagi hubungan ini dimusnahkan dan kelahiran berlaku. Oleh itu, dalam marsupials kehamilan dalam erti kata sempit, terdapat jarak masa yang singkat antara embrio lampiran dan melahirkan anak – kira-kira 15-35% dari perkembangan intrauterin yang sangat pendek (L. Selwood, 2000. telur Marsupial dan embrio). Ini adalah peringkat kecil tetapi sangat penting dan telah dikaji oleh para penyelidik dari Amerika Syarikat mengenai contoh rumah possum (Rajah 1).

Dari saat pembuahan dan sebelum bersalin, opossum hanya mengambil masa 14 hari. Pada hari ke-11 perkembangan, sel-sel embrio dan endometrium sudah mempunyai banyak lipatan, sama dengan satu sama lain, tetapi tidak ada hubungan fizikal di antara mereka, kerana ia masih dipisahkan oleh kulit telur yang belum meletup. Pada hari ke-12, penetasan berlaku, endometrium mengembang dan mengembang, lapisan epitel melepaskan sejumlah besar rembasan yang menghalang hubungan baik antara embrio dan ibu. Walau bagaimanapun, pada pertengahan hari ke-12, embrio melekat pada dinding kelenjar rahim.

Para saintis membentangkan ekspresi gen dalam rahim possum sebelum persenyawaan, pada hari ke-7 dan 13.5 selepas persenyawaan.Ternyata keseluruhan kluster gen mengubah aktiviti mereka semasa perkembangan embrio janin, dan 51% perubahan diberikan oleh perbezaan peringkat terakhir dari dua sebelumnya. Pada hari ke-13, ketika terdapat hubungan fizikal antara ibu dan embrio, para penyelidik mendapati peningkatan dalam tahap ekspresi gen yang dianggap sebagai penanda proses implantasi dalam plasenta (Gambar 3). Selepas penemuan ini, ia memutuskan untuk melakukan perbandingan transkrip possum (sejauh data yang dibenarkan) pada masa lampiran embrio dan lampiran plasenta pada masa implantasi. Maklumat mengenai perubahan transkripsi dalam plasental (arnab dan manusia) telah diambil dari kajian terdahulu oleh penulis lain (J.-L. Liu et al., 2016. A. Riesewijk et al. , 2003. S. Mirkin et al., 2005. LH + 2 berbanding LH + 7 oleh teknologi microarray; S. Mirkin et al., 2005. LC Kao et al., 2002. Endometrium global semasa tetingkap implantasi).

Rajah. 3 Tahap ekspresi penanda yang diketahui implan plasenta dalam possum mengikut hari. Secara menegak ia menunjukkan berapa kali ekspresi gen yang sama meningkat berbanding dengan ungkapan dalam keadaan tidak hamil. Anak panah merah menunjukkan saat pecahan kulit telur, asterisk – permulaan buruh. Gambar dari artikel dibincangkan di PNAS

Ternyata 217 gen yang dikenali untuk arnab, ekspresi yang meningkat semasa implantasi, 83 mempunyai ekspresi yang meningkat pada tahap lampiran embrio dalam possum. Antara gen yang menandakan kesediaan untuk implantasi pada manusia, kira-kira satu pertiga (menurut pelbagai kajian, 31 daripada 92, 10 dari 28, dan 20 daripada 66 gen) juga diaktifkan semasa pembentukan hubungan antara ibu dan embrio di possum. Ini bertindih antara gen adalah penting, dan bersempena dengan ciri-ciri anatomi kehamilan marsupial, mencadangkan homologi antara proses lampiran dalam marsupial dan proses implantasi dalam placentals. Kerana kenyataan bahawa marsupial adalah kumpulan yang lebih primitif, dapat diasumsikan bahawa pada nenek moyang bersama maraupial dan placentals, kehamilan dalam pengertian yang sempit berlaku sebagai beberapa variasi dari proses penahan embrio ke endometrium yang khas untuk marsupial, dan sudah mulai dari implantasi variant placentals ini.

Semasa kehamilan, tiga tahap plasif imunologi diperhatikan (Rajah 4). Semasa implantasi dan plasenta, terdapat tanda-tanda keradangan di dalam badan.Pada peringkat ini, embrio mengganggu integriti perlindungan epitelium ibu, beberapa sel mati dan sistem kekebalan tubuh mesti membersihkan "medan perang" ini. Ia adalah dalam tempoh ini yang dipanggil loya kehamilan diperhatikan. Pada peringkat imunologi kedua, peperangan berakhir dan tanda-tanda tindak balas keradangan hilang, dan ibu mengandung merasa terbaik. Pada akhir kehamilan, proses keradangan semula dan membawa kepada penolakan plasenta oleh rahim dan melahirkan anak.

Di satu pihak, keradangan, terutamanya pada tahap pertama kehamilan, adalah sesuatu yang tidak menyenangkan dan nampaknya ia mengancam embrio. Tetapi sebaliknya, telah menunjukkan bahawa mengambil ubat-ubatan anti-radang semasa tempoh implantasi mengurangkan kemungkinan berjaya menjadi hamil, dan kerosakan tisu tempatan yang kecil di dalam rahim, sebaliknya, boleh meningkatkan kebarangkalian ini (G. Mor et al., 2011. Keradangan). sistem imun di tapak implan). Di samping itu, sel-sel sistem imun seperti makrofag, biasanya memusnahkan patogen yang memasuki badan, adalah sebahagian daripada plasenta, di mana mereka benar-benar mengubah fungsi mereka dan mula menyokong sel-sel embrionik plasenta. Ia ternyata keadaan paradoks: keradangan,yang biasanya bertujuan untuk memusnahkan objek asing (dan separuh daripada maklumat genetik embrio berasal dari bapa, dan itu adalah kesilapan untuk memanggilnya sebahagian daripada tubuh ibu) adalah diperlukan untuk permulaan kehamilan.

Rajah. 4 Tahap tiga tahap kehamilan pada manusia. Cahaya hijau menunjukkan keradangan. Gambar dari artikel: G. Mor et al., 2011. Keradangan dan tapak implan

Dalam kajian yang dibincangkan, banyak gen yang ekspresinya meningkat di kedua gen plasenta dan marsupial tergolong dalam gen yang terlibat dalam proses keradangan, tindak balas imun dan sintesis sitokin. Lampiran imunologi embrio ke endometrium di marsupial disertai dengan proses penyembuhan radang dan luka: bilangan makrofaj meningkat, aktiviti peningkatan neutrofil, ekspresi gen yang terlibat dalam sintesis dan metabolisme peningkatan prostaglandin. Penyelidik percaya bahawa ia adalah tindak balas imun ibu, ia adalah keradangan yang membawa kepada kelahiran di possum. Lebih-lebih lagi, semua ciri yang dihuraikan dari proses itu hanya berkaitan dengan tempoh selepas pecah membran telur.

Oleh itu, kehamilan marsupial yang pendek (hanya 2 hari untuk opossum) tidak lebih daripada respon keradangan ibu kepada embrio yang melekat pada dinding rahim.Sekiranya kita ingat bahawa lampiran embrio dalam marsupial dan implantasi plasenta adalah homolog, kita boleh membuat andaian bahawa tahap kehamilan yang pertama dan paling terdedah di plasenta berasal dari tindak balas keradangan sebagai tindak balas kepada badan asing – embrio. Oleh itu, kesimpulan: plasenta berbanding dengan nenek moyang mereka tidak mencipta kehamilan atau plasenta secara keseluruhan, tetapi keupayaan untuk mengawal proses keradangan dan menindasnya semasa peringkat kehamilan kedua-dua tahap imunologi.

Sumber: Oliver W. Griffith, Arun R. Chavan, Stella Protopapas, Jamie Maziarz, Roberto Romero dan Gunter P. Wagner. Implantasi embrio berevolusi daripada tindak balas lampiran peradangan leluhur // PNAS, 2017. DOI: 10.1073 / pnas.1701129114.

Alena Suhoputova


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: