新闻 | 早期流产的背后，是自私染色体在操控生育游戏
人类胚胎为何如此“脆弱”？为什么受精成功，却仍有大量胚胎夭折在最初几天，甚至在母亲察觉怀孕之前便已消亡？来自英国巴斯大学米尔纳进化中心（Milner Center for Evolution）的研究，提供了一种颠覆性的新解释：这一切，可能源于染色体之间自私的“内斗”。
这项研究由该中心主任、进化遗传学家劳伦斯·赫斯特（Laurence Hurst）教授主导，最新发表于权威期刊《PLOS Biology》。他指出，在人类受精卵中，约有一半会在极早期死亡，往往在母亲甚至尚未意识到怀孕前便已流失。而即使成功形成可被检测到的妊娠，仍有许多胚胎会在数周内因自然流产而消失。
染色体数量错误，是最致命的隐形杀手
赫斯特教授指出，早期胚胎死亡的直接原因，大多源于染色体数目的异常。正常人类细胞应拥有46条染色体——23条来自母亲的卵子，23条来自父亲的精子。然而，许多胚胎并未达到这个“标配”，它们可能只有45条或多达47条染色体，最终在母体内夭折。
即便是可被侦测的染色体异常，例如唐氏综合征（三条21号染色体），大约80%的此类胚胎仍无法存活到足月。
令人不解的是，既然染色体异常如此致命，为何其发生概率却如此之高？
自私染色体：胚胎灭亡背后的“幕后推手”
赫斯特教授指出，这一问题的关键在于“制造卵子”的过程。他发现，大多数染色体数目出错的情况，源自母体在制造卵子的第一步，而非父亲制造精子的过程。研究显示，超过70%的卵子在形成过程中就已带有染色体数量错误。
而这第一步，也正是“自私染色体”插手的关键阶段。一种名为“着丝粒驱动”（centromeric drive）的机制，允许某些“自私”的染色体通过破坏竞争对手染色体的方式，强行进入更多的卵子，从而增加自身被遗传的概率。换句话说，它们会“杀掉”本该和它们成对的染色体，以确保自己在下一代中占据主导。
这种“染色体内斗”在老鼠等动物身上已有研究，人类此前也被怀疑存在类似机制，而赫斯特的研究首次将这种机制与早期胚胎死亡率紧密联系了起来。
他进一步指出，即便这些自私染色体“驱动”失败，导致染色体数目异常（多一条或少一条），它们也可能在进化层面“稳赚不赔”。
“牺牲一个，成全其他”：进化中的冷酷策略
在人类及其他哺乳动物中，胚胎在母体内发育，母亲需要持续为其提供营养。因此，如果胚胎在极早期就死亡，母亲便可以更快进入下一个生育周期，而不会白白耗费资源。这种机制，反而可能让那些“未死亡的兄弟姐妹”受益更多。
赫斯特解释说：“如果一个自私的染色体‘知道’自己即将被淘汰，它就会采取非常规手段扰乱分裂过程，从而保全自己。但这可能导致胚胎无法发育、最终死亡。”
更令人惊讶的是，这种机制并非广泛存在于所有动物。赫斯特指出，在对超过2000个鱼类胚胎的研究中，科学家从未发现母体来源的染色体错误；鸟类也罕见此类问题，其染色体异常率仅为哺乳动物的1/25。这可能与“谁在孵化前争食”有关——哺乳动物的胚胎竞争发生在子宫内，而鸟类和鱼类的竞争发生在孵化后。
一种“繁殖策略”的后遗症
赫斯特教授总结说，这种胚胎高死亡率其实是哺乳动物内部竞争机制的“副产品”。“这种机制的代价，就是我们变得特别容易遭受染色体突变带来的影响。”
初步数据显示，那些通常每胎只有一个胚胎的哺乳动物（如人类、牛等）胚胎死亡率特别高；而每胎多胎的物种（如老鼠、猪）死亡率略低。这也佐证了“资源再分配效应”——死去的胚胎为同窝兄弟姐妹腾出了营养和空间。
此外，赫斯特还指出，一种名为Bub1的蛋白质水平低下，可能会直接导致染色体丢失或多出。他补充道：“随着母亲年龄增长，Bub1水平会下降，胚胎出现染色体异常的概率随之上升。若能提高这种蛋白质的含量，可能对高龄女性恢复生育力有所帮助。”
他表示，希望这项研究能够为解决不孕不育、反复流产等问题提供全新思路。
故事来源：
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人类胚胎为何如此“脆弱”？为什么受精成功，却仍有大量胚胎夭折在最初几天，甚至在母亲察觉怀孕之前便已消亡？来自英国巴斯大学米尔纳进化中心（Milner Center for Evolution）的研究，提供了一种颠覆性的新解释：这一切，可能源于染色体之间自私的“内斗”。
这项研究由该中心主任、进化遗传学家劳伦斯·赫斯特（Laurence Hurst）教授主导，最新发表于权威期刊《PLOS Biology》。他指出，在人类受精卵中，约有一半会在极早期死亡，往往在母亲甚至尚未意识到怀孕前便已流失。而即使成功形成可被检测到的妊娠，仍有许多胚胎会在数周内因自然流产而消失。
染色体数量错误，是最致命的隐形杀手
赫斯特教授指出，早期胚胎死亡的直接原因，大多源于染色体数目的异常。正常人类细胞应拥有46条染色体——23条来自母亲的卵子，23条来自父亲的精子。然而，许多胚胎并未达到这个“标配”，它们可能只有45条或多达47条染色体，最终在母体内夭折。
即便是可被侦测的染色体异常，例如唐氏综合征（三条21号染色体），大约80%的此类胚胎仍无法存活到足月。
令人不解的是，既然染色体异常如此致命，为何其发生概率却如此之高？
自私染色体：胚胎灭亡背后的“幕后推手”
赫斯特教授指出，这一问题的关键在于“制造卵子”的过程。他发现，大多数染色体数目出错的情况，源自母体在制造卵子的第一步，而非父亲制造精子的过程。研究显示，超过70%的卵子在形成过程中就已带有染色体数量错误。
而这第一步，也正是“自私染色体”插手的关键阶段。一种名为“着丝粒驱动”（centromeric drive）的机制，允许某些“自私”的染色体通过破坏竞争对手染色体的方式，强行进入更多的卵子，从而增加自身被遗传的概率。换句话说，它们会“杀掉”本该和它们成对的染色体，以确保自己在下一代中占据主导。
这种“染色体内斗”在老鼠等动物身上已有研究，人类此前也被怀疑存在类似机制，而赫斯特的研究首次将这种机制与早期胚胎死亡率紧密联系了起来。
他进一步指出，即便这些自私染色体“驱动”失败，导致染色体数目异常（多一条或少一条），它们也可能在进化层面“稳赚不赔”。
“牺牲一个，成全其他”：进化中的冷酷策略
在人类及其他哺乳动物中，胚胎在母体内发育，母亲需要持续为其提供营养。因此，如果胚胎在极早期就死亡，母亲便可以更快进入下一个生育周期，而不会白白耗费资源。这种机制，反而可能让那些“未死亡的兄弟姐妹”受益更多。
赫斯特解释说：“如果一个自私的染色体‘知道’自己即将被淘汰，它就会采取非常规手段扰乱分裂过程，从而保全自己。但这可能导致胚胎无法发育、最终死亡。”
更令人惊讶的是，这种机制并非广泛存在于所有动物。赫斯特指出，在对超过2000个鱼类胚胎的研究中，科学家从未发现母体来源的染色体错误；鸟类也罕见此类问题，其染色体异常率仅为哺乳动物的1/25。这可能与“谁在孵化前争食”有关——哺乳动物的胚胎竞争发生在子宫内，而鸟类和鱼类的竞争发生在孵化后。
一种“繁殖策略”的后遗症
赫斯特教授总结说，这种胚胎高死亡率其实是哺乳动物内部竞争机制的“副产品”。“这种机制的代价，就是我们变得特别容易遭受染色体突变带来的影响。”
初步数据显示，那些通常每胎只有一个胚胎的哺乳动物（如人类、牛等）胚胎死亡率特别高；而每胎多胎的物种（如老鼠、猪）死亡率略低。这也佐证了“资源再分配效应”——死去的胚胎为同窝兄弟姐妹腾出了营养和空间。
此外，赫斯特还指出，一种名为Bub1的蛋白质水平低下，可能会直接导致染色体丢失或多出。他补充道：“随着母亲年龄增长，Bub1水平会下降，胚胎出现染色体异常的概率随之上升。若能提高这种蛋白质的含量，可能对高龄女性恢复生育力有所帮助。”
他表示，希望这项研究能够为解决不孕不育、反复流产等问题提供全新思路。
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