▎药明康德内容团队编辑
今日，来自英国惠康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）和剑桥大学（University of Cambridge）的一支科研团队在顶尖学术期刊《自然》上发表了一篇新论文，科学家们首次从基因组的角度详细地分析了一个特殊的人体器官——胎盘。这些研究数据证实了一个令人吃惊的结果：正常胎盘的组成完全不同于人体的其他任何器官，反而更像肿瘤。由于基因突变数量极多，科学家们甚至将胎盘称为“遗传缺陷的垃圾场”。论文第一作者Tim Coorens博士评论说：“当我们从基因突变的角度来看胎盘，这是一个令人难以置信的器官！”
胎盘是一个临时器官——我们呱呱坠地后就与它彻底告别，但在我们发育“成人”的最初阶段，它发挥了重要作用。母亲怀孕的最初几天，受精卵植入子宫壁，从一个细胞分裂为多个细胞，并分化成不同类型。其中一些细胞没有形成胚胎，而是形成了胎盘，作为连接母亲和胎儿的桥梁，为胎儿获取氧气和营养、清除废物并调节重要的激素。胎盘不正常是造成妊娠问题的一个重要原因，例如胎儿发育迟缓，甚至死产。然而另一方面，科学家发现，有些情况下胎盘能正常行使功能，但一些胎盘细胞里的染色体数目却不正常——这样的遗传缺陷如果出现在胚胎细胞中，很可能是致命的。为了充分了解胎盘的遗传学特性与妊娠结局之间的关系，科学家们在这项研究中利用全基因组测序，开展了首个高分辨率的胎盘基因组学研究。数据来自42个人类胎盘，共分析了不同位置的86份活检组织和106份显微切割样本。分析结果显示，每一份活检组织在遗传学上都是一个独特的克隆扩增，也就是衍生自单个细胞的一群细胞。这种克隆模式和正常的人体器官不同，反而与癌症的发展非常相似。用研究作者Steve Charnock-Jones教授的话来说，“人类胎盘的结构就像拼接起来的肿瘤。”另一方面，胎盘细胞的基因突变发生率也与肿瘤类似，远远高于其他健康人体组织。研究人员分析发现，在一些儿童癌症（如神经母细胞瘤、横纹肌肉瘤）中特有的基因突变模式，竟然在胎盘中很常见，甚至在胎盘中的发生率更高。这项研究中观察到的一个例子更是充分说明了胎盘对遗传缺陷的容忍度非常高。研究人员发现，有一块活检组织的每一个细胞都含有3条10号染色体，2条来自母亲，1条来自父亲——正常情况下，应该是父母双方的各1条；而取自同一个胎盘的另外几份活检组织中，以及取自相应胚胎的组织，经分析发现，10号染色体的数量正常，但2条都来自母亲。“像染色体拷贝数错误这么严重的遗传缺陷，是怎么被发育成胚胎的细胞群修正，而没有被胎盘修正，这里的问题非常有趣。”这项研究的负责人之一Gordon Smith教授评论说，“这个错误应该是来自受精卵的，但那些后续会发育为胎儿的细胞群修正了染色体数目，胎盘却没有修正，留下了遗传缺陷的证据。”这些发现为遗传缺陷和不良妊娠结局之间建立了过去不知道的联系。研究人员希望，借助胎盘的线索，后续研究将有助于让我们更好地了解“人之初”的奥秘。[1] Coorens, T.H.H., Oliver, T.R.W., Sanghvi, R. et al. Inherent mosaicism and extensive mutation of human placentas. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03345-1
[2] Placenta is a dumping ground for genetic defects. Retrieved Mar. 11, 2021 from https://www.sanger.ac.uk/news_item/placenta-is-a-dumping-ground-for-genetic-defects/
