有袋动物教给我们关于胚胎植入的信息可以帮助女性使用IVF

踝关节扭伤和新怀孕有什么共同之处?信不信由你，它们都与身体的炎症反应密切相关。炎症通常是免疫系统对损伤或感染的第一反应。它的特点是局部肿胀，发烧和疼痛。

有趣的是，炎症也是怀孕开始和结束的关键。它有利于胚胎植入母体的子宫，最终促进婴儿的出生。(植入时的炎症可能是孕吐的原因之一。)

但科学家们通常认为怀孕是一种抗炎过程。母亲的免疫系统必须受到抑制，因此它不会攻击和破坏发育中的胎儿，成为不受欢迎的入侵者。毕竟，它包含了父亲的外国DNA。妊娠中期的炎症是怀孕的主要风险，并可能导致流产。

这是一个医学悖论：为什么身体会使用炎症调节正常的妊娠生理过程，这也是维持妊娠的最大威胁之一?

在我们在“美国国家科学院院刊”上发表的研究中，我在耶鲁大学和Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康与人类发展研究所的合作者使用了进化观点来确定为什么炎症被用于促进人类植入。我们仔细观察负鼠可能会对努力构思的女性产生医学影响，包括使用体外受精的成功率更高。

关于悖论的进化观点

地球上的第一批哺乳动物产卵。最终活产于1.6亿年前，在人类和有袋动物的共同祖先中进化。

有袋动物怀孕股与两个产卵哺乳动物(共同特征单孔类，包括鸭嘴兽)和真哺乳亚纲哺乳动物(以前称为胎盘哺乳动物)。由于它们在这两者之间，我们认为有袋类的怀孕可能反映了第一个活的哺乳动物的生殖生物学。

我们的研究将灰色短尾负鼠的妊娠视为祖先状况的模型。具体来说，我们想知道他们在怀孕期间是否有任何炎症迹象。

负鼠怀孕时间短，仅持续14天。在那些日子中的12天，胚胎通过蛋壳与母体组织分离。

为了打破蛋壳，胚胎产生的消化酶基本上从内到外溶解壳。但即使一旦壳消失，胚胎也会继续分泌这些酶，导致子宫内膜受损。

我们发现蛋壳的损失和胎盘的形成与母体对胎儿存在的大量炎症反应相吻合。

长时间的炎症与怀孕不相容，因此需要更长时间的怀孕来进化(如我们自己)。在延长妊娠的进化期间，不是在胚胎附着期间预防炎症，而是将身体的炎症反应改变用途 - 可能是女性对胚胎存在的快速反应的一种方式。

炎症的新用途

由负鼠中的母胎相互作用引起的炎症提供了为什么在像我们这样的真实哺乳动物的植入过程中使用炎症的线索。

我们建议将炎症重新用作母亲和胎儿交流的方式。炎症是女性将胚胎附着到子宫壁后发生的第一次变化之一。这种炎症向子宫的其他部分发出信号，为妊娠做好准备。

进化已经改变了炎症反应，成为一种交流方式，而不是为胚胎提供一种全新的方式来告诉子宫为延长的妊娠做好准备。现在，它是母亲检测胚胎存在的一种方式，允许她支持植入并建立怀孕。

一旦炎症在人类中开始，它就会很容易控制，子宫就会转变为抗炎状态。我们认为在妊娠期间实现这种转变的能力是真实哺乳动物的一项重要创新，可以延长妊娠期。

我们的研究结果不仅解释了为什么炎症用于调节植入和分娩的悖论，而且还提供了将炎症理解为妊娠正常组成部分的范例。这不仅是对伤害的反应 - 它已成为一种交流方式。

进化观点可以增加IVF的成功

从历史上看，医生一直认为植入是早期胚胎附着并嵌入子宫壁的过程。从这个角度来看，植入的成功主要是胚胎的责任 - 也就是说，胚胎在附着和嵌入方面有多熟练?

考虑到这一点，生殖技术传统上投入资源来改善胚胎活力，以此作为促进植入的一种方式。研究人员更少关注母亲对植入的接受程度。

但实际上，植入是一个由胎儿和母亲调节的复杂过程。

我们的研究提供了一种新的框架，可以将植入视为母体进化为胎儿存在的进化反应。现在我们可以开始更深入地了解支持植入的分子变化如何组合在一起，增加了研究人员通常如何依赖他们对个体基因和蛋白质的理解作为难题的一部分。

我们现在可以开始理解为什么医生在一段时间内观察到在植入过程中抑制炎症(包括通过服用抗炎药物布洛芬)会降低植入成功率。此外，刮伤子宫 - 诱导子宫炎症 - 可能实际上似乎违反直觉，实际上可以增加女性的植入成功率。但现在我们有了一种了解炎症工作的新方法。

此外，IVF医生使用几种分子变化来检测女性对临床植入的接受程度;我们发现负鼠在胚胎附着过程中经历了相同的分子变化。这些对负鼠附着和人体植入至关重要的分子变化必须是该过程的基础 - 如果它们在两个物种中都存在，它们将保持超过1.6亿年不变。这些持续进化的过程必须对生殖健康至关重要。

我们的研究使我们能够识别用于评估子宫接受性的重要分子和治疗植入障碍的潜在药物靶点，并提供一种新的方法来考虑植入作为子宫对胎儿存在的改变反应。