当女性怀孕和哺育婴儿时，她们的身体会发生变化，各种器官也会相应调整以确保母婴健康。在所有哺乳动物的进化过程中，这种适应能力是保守的。

维也纳医科大学领导的研究团队近日发现，在怀孕和哺乳期间，雌性动物的肠道也发生了巨大变化，肠道表面积增加了一倍，结构也发生了惊人的重组。

研究人员首次提供了遗传和机理证据，说明这种肠上皮扩张如何发生，并对婴儿健康产生直接影响。这项研究成果于2024年12月4日发表在《Nature》杂志上。

母亲如何适应怀孕和哺乳期的需求仍是人类健康和进化中的核心问题。在这一阶段，雌性激素会影响多个器官，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都至关重要。众所周知，孕妇对营养的需求量更大，但到目前为止，这方面的研究还不多。

在这项研究中，欧洲科学院院士Josef Penninger领导的研究团队观察到，小肠绒毛在怀孕和哺乳期间会发生结构改变，并显著增大，使表面积增加了一倍。研究是在转基因小鼠以及小鼠和人类的肠道类器官中进行的。

从机制上讲，研究人员发现RANK及其配体（RANK-RANKL）是生殖过程中小肠绒毛增大的关键，这种增大受性激素和哺乳激素的调节。当小鼠肠道中缺乏RANK-RANKL系统时，怀孕和哺乳期间的绒毛扩张就会明显受损。

他们还发现，这些肠道变化对婴儿的喂养和营养非常重要，而且在停止哺乳后是完全可逆的。Penninger研究团队近年来致力于RANK-RANKL系统的研究。

第一作者兼通讯作者、维也纳医科大学的Masahiro Onji表示：“我们的研究表明，怀孕期间RANK-RANKL系统的缺失会影响肠道扩张，进而改变哺乳母亲的乳汁。这导致婴儿体重下降，并产生跨代的长期代谢后果。”

“母亲需要为自己和婴儿进食。这些新研究首次从分子和结构上解释了肠道如何变化以及为什么变化，以适应母亲对营养的需求增加，也许怀孕和哺乳的所有哺乳动物都是如此，” Josef Penninger补充说。

研究人员发现，这种大规模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，然后向肠道细胞发出信号，使其生长得更大。

这种生长导致肠道表面积几乎翻了一番，并增加了摄取糖类、蛋白质和脂肪的分子机制，甚至导致小肠绒毛发生明显的结构变化，这可能会减缓食物的流动，帮助母亲最大限度地摄取营养物质。

Josef Penninger教授表示：“我们还发现，这一系统通过干细胞直接影响肠道肿瘤。也许我们可以从孕妇和哺乳期母亲身上获得启发，对这一系统进行可逆连接，从而开发出新的治疗方法，并更好地了解肠道癌症和肠道再生。”