当妇女怀孕和哺乳婴儿时，她们的身体发生了变化，各种器官，如乳房或免疫系统，都进行了调整，以确保母亲和孩子的健康。这在所有哺乳动物的进化过程中都会发生。维也纳医科大学的Josef Penninger和Masahiro Onji领导的一个国际研究小组现在报告了令人惊讶的发现，怀孕和哺乳的女性的肠道也完全改变了，导致肠道表面积增加了一倍，并发生了惊人的结构重组。研究人员还提供了这种肠道上皮细胞扩张如何在母亲体内发生的第一个遗传和机制证据，这对婴儿的跨代健康有直接的影响。这项研究发表在《自然》杂志上。
由Josef Penninger （meuni Vienna， IMBA -维也纳分子生物技术研究所，加拿大不列颠哥伦比亚大学，德国Helmholtz感染研究中心）领导的一个跨国研究小组观察到，肠道绒毛在怀孕和哺乳期间重组并显著扩大，其表面积增加了一倍。这些研究是在转基因小鼠和来自小鼠和人类的肠道类器官——来自肠道干细胞的自组织三维组织——中进行的。在机制上，研究人员发现RANK受体/RANK配体（RANK/RANKL）系统是繁殖过程中小肠绒毛扩大的关键，这是由性激素和泌乳激素调节的。当小鼠在肠道中缺乏RANK/RANKL系统时，妊娠和哺乳期间的绒毛扩张明显受损。
几十年来，研究人员一直将RANK/RANKL系统作为重要的、进化保守过程的关键促进者进行研究。Penninger小组已经确定了RANK/RANKL系统在骨转换、乳腺生物学、乳腺癌和妊娠期免疫耐受方面的关键功能，为数百万人使用的抗骨质流失药物的开发做出了贡献，乳腺癌预防和癌症免疫疗法的临床试验正在进行中。研究人员现在发现，这些肠道变化对婴儿的适当喂养和营养很重要，在停止哺乳时，这些变化似乎是完全可逆的。“我们的研究表明，怀孕期间由于缺乏RANK/RANKL系统而导致肠道扩张受损，会改变哺乳母亲的乳汁。这导致了婴儿体重的降低和跨代的长期代谢后果，”该研究的主要作者Masahiro Onji说。
母亲如何适应怀孕和哺乳的需要仍然是进化和人类健康的一个核心问题。在这一阶段，雌性激素影响多个器官来控制和改变它们的结构和功能，这对母亲的健康和后代的发育至关重要。众所周知，孕妇对营养的需求增加了。然而，到目前为止，这一基本方面还没有得到很好的研究：“通过确定RANK/RANKL系统是怀孕和哺乳期间肠道适应背后的驱动力，我们的研究有助于更深入地了解对进化和人类健康具有根本重要性的生物过程，”Josef Penninger总结了这一发现的影响。这种大规模的扩张是由性激素和妊娠激素控制的，它们通过RANK/RANKL系统改变肠道中的干细胞，然后给肠道细胞一个生存信号，让它们长得更大。这种生长导致肠道表面积几乎翻倍，这也增加了吸收糖、蛋白质和脂肪的分子机制，甚至导致肠绒毛发生深刻的结构变化，这可能会减慢食物的流动，再次最大化营养的吸收。Josef Penninger：“我们的团队发现了一种惊人的新方式，通过母亲的身体变化来保持婴儿的健康。几乎没有人知道这一点，除了一些已经被遗忘的古老研究。我们还发现，这个系统，通过干细胞，可以直接影响肠道肿瘤；也许我们可以向孕妇和哺乳母亲学习，可逆地重新连接这个系统，以开发新的治疗方法，更好地了解肠癌或肠道再生。”这项研究是维也纳医科大学、维也纳奥地利科学院分子生物技术研究所、温哥华生命科学研究所、不伦瑞克亥姆霍兹感染研究中心、乌得勒支Hubrecht研究所和基尔大学密切合作的结果。来自东京大学和剑桥大学的研究人员也参与了这项研究。
