乳头和胎盘中的基因

胎盘和有袋动物的乳腺有什么共同之处?当美国和澳大利亚的科学家比较了两国活跃的基因模式时，答案是相当多的。克里斯·史密斯采访了墨尔本大学的玛丽莲·伦弗里。

有袋动物是哺乳动物。像所有的哺乳动物一样，它有毛发，也会分泌乳汁，但有袋类动物与其他哺乳动物分开大约有1.6亿年。它们可能是在中国和亚洲进化而来的，中国出土了很多令人惊奇的化石。真兽哺乳动物和有袋类哺乳动物除了繁殖方式不同之外几乎没有什么不同。所有的有袋动物都会生下很小的婴儿，然后它们会在育儿袋里度过很长时间，而不是在子宫里。很久以前，我说过我认为有袋动物用胎盘的脐带交换了乳头因为有袋动物分泌乳汁非常复杂。它们以惊人的哺乳期生理机能而闻名。

克里斯:听到你在说“有袋动物”的时候同时提到胎盘，可能会让很多人感到惊讶，因为大多数人都认为，小婴儿出生后，会在育儿袋里的奶头上生长，胎盘与这个方程式无关。

可悲的是，这是一个被公众和文学宣传了很长时间的时代，人们只是假设有袋动物没有胎盘。这是完全错误的，胎盘是动物王国中最多变的结构。每一组哺乳动物都有不同的胎盘，结构略有不同，但它们的功能都是将食物和免疫物质传递给胎儿，以保护胎儿。所以实际上有两种方式——卵生哺乳动物，也就是生下幼崽的哺乳动物可以保护它们的幼崽。一种是把它们长时间放在子宫里这是大多数真兽哺乳动物的做法另一种是把它们长时间放在育儿袋或巢里这是有袋类哺乳动物的做法。

克里斯:那你是如何探索有袋动物用脐带换奶头这个问题的?

我在斯坦福大学的优秀同事们，他们能够使用他们出色的设备来观察有袋动物的胎盘和乳腺中表达的基因，或者我们最喜欢的有袋动物，小袋鼠，并将其与老鼠的情况进行比较。当然，有很多不同之处，但在朱莉·贝克和她的同事们检测的基因中，他们发现了一些在胎盘中表达的基因在有袋类动物的乳腺中也有表达。特别是在有袋动物的乳腺中，有一种叫做GCM1的基因，它对哺乳动物的胎盘发育至关重要。这是第一次发现这种特殊的基因在胎盘外表达，这表明脐带和乳头之间的这种权衡在这种非常非常成功的繁殖模式中非常普遍，非常有效。

克里斯:这项研究还有其他的衍生品吗?除了对进化的洞察之外，它是否能告诉我们哺乳动物如何工作和繁殖的其他方面?

是的，我想是的，因为有袋动物的哺乳是哺乳动物王国中最复杂的，有袋动物的乳汁在整个哺乳过程中是动态变化的。在小袋鼠的哺乳期是9到10个月，早期的奶碳水化合物含量很高，所以很甜，脂肪含量很低，而晚期的奶脂肪含量很高，碳水化合物含量很低，而且有特定的蛋白质。所以早奶就像人奶，晚奶就像牛奶。我们给我们的婴儿喂什么，不就是人造配方牛奶吗?在我们的研究中，幼崽从乳汁稀释的哺乳期早期转移到乳汁脂肪含量高的哺乳期晚期，我们的生长加速，除了大脑，身体的每个器官周围都有大量的脂肪积累。所以我们想知道这是否给我们提供了早期新生儿重编程的线索，我们所做的可能会影响后来发生的人类肥胖。