高海拔缺氧会限制胎儿生长,导致新生儿出生体重降低和死亡率增加。然而,藏族作为最早进入高原并成功定居的人群,经过长期的自然选择,获得了更高的繁殖成功率,具体表现在新生儿体重更高、产前和产后死亡率更低。虽然以往研究报道了很多与藏族人群的高原低氧适应相关的候选基因,但这些遗传变异是否影响,以及如何影响高原人群的胎儿发育并最终提高生殖成功率仍不清楚。

　　胎盘作为胎儿发育中的重要器官,承担了母胎营养交换、氧气运输和废物排泄的重要作用,与新生儿的发育和生存息息相关。因此,胎盘是探究藏族人群更高生殖适合度的遗传机制的理想器官。另外,胎儿在发育过程中也存在性别差异。一般认为,男性胎儿的宫内生长速度快于女性胎儿,其主要的机制可能是男性胎儿胎盘运输效率较高,但储备能力较弱。宿兵课题组最近一项研究发现,高原新生儿的出生体重有明显的季节性变化和性别差异。与女性胎儿相比,男性胎儿对高原缺氧更为敏感,其体重下降更为严重,存活率相对较低 (He et al.,Phenomics 2022)。然而,胎盘是否在高原胎儿发育过程中在缺氧的性别差异中起作用尚不清楚。

　　为了探究藏族人群在高原缺氧环境下更高生殖力的分子调控机制,中国科学院昆明动物研究所宿兵团队与西藏阜康妇产儿童医院合作,采集了69个足月健康胎盘(35例高原藏族胎盘和34例高原汉族胎盘)。所有纳入研究的孕妇均是在拉萨(海拔3680米)完成整个怀孕和分娩过程的。研究人员通过胎盘的精细分层,基于系统的转录组、组织学、表型和基因组学的比较分析,发现胎盘中的滋养层是藏族最为特异表达的组织层,这种特异性表达的基因主要与免疫应答和内质网应激反应降低相关。值得注意的是,研究人员发现高原男性胎儿和女性胎儿的胎盘存在显著不同的基因表达和低氧应答调控模式。与之前发现的表型模式一致,男性婴儿在高原上有更明显的表达改变,并在组织学上有更显著的改变。

　　本研究通过对高原藏汉胎盘精细分层的转录组学和组织学分析,为人类适应极端环境性别差异模式的分子调控机制提供了重要的依据。该研究成果以Sex-biased regulatory changes in the placenta of native highlanders contribute to adaptive fetal development为题,于2023年8月25日在线发表于国际著名生物学综合期刊eLife。中国科学院昆明动物研究所岳天、郭永博、祁学斌 (现就职于昆明理工大学)、郑王山、张慧 (现就职于昆明理工大学)为论文的共同第一作者。宿兵研究员、和耀喜副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、云南省高层次人才培养计划的资助。

　　文章链接: https://doi.org/10.7554/eLife.89004.1

图示 高原人群胎盘的性别差异调控模式