心臟病等患病風險可追溯至胎兒時期

credit: 譯者畫的

抽煙、缺乏鍛煉、不良飲食習慣以及基因的影響是導致心臟病、癌症和糖尿病的常見患病因素，但是，現在我們的研究人員漸漸發現，在我們的生命之初，母親子宮內的環境也許同樣決定著我們的未來。

科學發展的歷史上總有許多願意拿自己做實驗的實驗者。他們熱衷實驗工作到了拿自己當實驗豚鼠的程度，然而這樣總有些欠妥。Joseph Barcroft爵士(1872–1947)就是其中之一。在他職業生涯中期，他在他劍橋的實驗室里建造了一個密閉玻璃室，在那裡他可以在相當於16,000英尺的氧氣水平下生活和鍛煉。就像很多自我實驗的故事一樣，事情並不總是按計划進行：在一次實驗中，他在封閉玻璃室里呆了六天才被同事們救出來，並且據說那時他都已經面色發紫。儘管 Barcroft偶爾會有一些誤導性的冒險實驗，但他的科學貢獻還是非常重大的，最近劍橋大學還新開設了一個以他命名的藝術級別的研究中心「巴克羅夫特研究中心」(the Barcroft Centre)。該研究中心的一個重要工作就是研究我們在母親子宮中是如何生長的，並且這種生長是如何在今後的生活中影響我們患心臟病的風險的。後來幾年Barcroft開始對胎兒發育，尤其是對在低氧水平下子宮內胎兒發育很感興趣。

後Dino Giussani教授以及他的博士後Kim Botting 和Youguo Niu繼續了這項研究。低水平氧或缺氧情況可能會發生在高空妊娠時，但是Giussani解釋說除此之外還有更多常見的原因，「抽煙、先兆子癇(Pre-eclampsia，妊娠期的一種病症，以高血壓發作和大量蛋白尿為病徵)、甚至母體肥胖，這些都會增加胎兒在子宮缺氧的風險，如同獲得性基因突變產生的效果」

巴克羅夫特研究中心安置了一套外觀看起來或許和Barcroft曾經待過的玻璃室很像的缺氧室，但是現在這個更加精密(也更加安全了)。不過這些缺氧室並不是給人待的，而是以動物為研究對象，研究隊員自己研發出遠程控制技術並密切監控裡面的動物。

在研究中，小鼠和大鼠是最常用的哺乳動物，但是為了使壽命更長的模式動物有相較於人類的發育速度，研究必須轉向更大型的動物。綿羊就是很好的選擇。它們懷孕和出生後的情況和人類更相似，並且新生羊羔的生理機能也與新生嬰兒的相似：它們的心臟在出生時就發育完備了。而相比之下，新生大鼠的心臟是並沒有發育成熟的。

部分懷孕的母羊被送入氧氣含量低於正常的缺氧室。「這樣可以使懷孕母羊的血液含氧量降低，從而作用於胎兒」Botting解釋說，「這種胎盤不能正常發育的情況類似於先兆子癇或母體肥胖造成的複雜情況」。另外的懷孕母羊被送到缺氧室外的正常環境中，一旦小羊出生，大部分羔羊被送到靠近研究中心的牧場中生活直至成年。「在缺氧子宮內出生的羔羊並沒有明顯的不同」Giussani說道，「綿羊將過著正常的生活。但這正是關鍵所在，因為深入來看，一個無聲的殺手正在醞釀中；我們想調查他們成長時會發生什麼，因為有一種理論認為混亂的懷孕狀況可能會增加其後代在其今後生活中患心臟病的風險。 」

後Fowden和Forhead為了模擬各種母體異常情況，又在包括綿羊和豬在內的許多動物身上做了一系列實驗。正如Forhead解釋所說，胎兒的正常發育是今後生活中健康的關鍵。「在許多器官協同工作的情況下，你生來就帶有一定數量的功能單位，並且在出生後你並沒有能力改變這種數量，所以這個與生俱來的功能單位數量將對你有著長期的影響。」

拿腎元來說，它們是負責在我們體內過濾血液和決定多少鹽分、水分被排入到尿液中的功能單位。「如果你生下來時腎元數量就少，這就會對你身體將保持多少鹽分造成影響，也會使得你在今後生活中患高血壓的風險增大。」 從此項試驗可以明顯看出，雖然我們的生活方式——飲食習慣、運動量的多少——在我們是否患心臟病或2型糖尿病中起了重要作用，但今後生活中的許多疾病都是在我們還處於胎兒時期就被預設了。在我們出生之前，許多患病風險就已經在母親懷孕時被編進了我們的DNA和組織功能中。另外Giussan在他另外的關於嚙齒動物的實驗中發現，這些影響在下一代中也不一定會消失。

「如果我們觀察缺氧懷孕的母鼠產下的曾孫們，就可以發現疾病風險被再次傳遞了，而且還是以一種非常有意思的方式。」他說，「雄性子鼠一代會將心血管風險傳遞給他的孩子，而雌性子鼠一代則是給予保護。這確實令人興奮，因為在哺乳動物中用可遺傳的保護來應對未來患心臟病的風險這種現象還從未被證實過。」

總之，在我們認識到自身生活狀況對患某種疾病風險的影響的同時，我們應當知道某些患病風險已經在我們出生前就被寫入程序了：事實上，甚至在我們父母出生前。

本文譯自 cam.ac.uk，由譯者 完美萋萋 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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