关于胎儿环境中存在细菌的报告仍然有限且存在争议。而由人类肠道微生物群分泌的细胞外囊泡已经成为宿主-微生物群相互作用的一种新机制。近日，来自芬兰奥卢大学的一个研究团队表明，源自母体肠道细菌的细胞外囊泡存在于羊水中，这是母体肠道微生物群与胎儿之间的一种先前未知的沟通机制。相关内容以“Maternal microbiota communicates with the fetus through microbiota-derived extracellular vesicles”为题在线发表于11月13日的国际微生物组学期刊Microbiome上
人类肠道微生物群包含着一个拥有数千微生物的多样化生态系统，每个微生物都具有不同的功能活动。肠道微生物群在人类健康中的重要性是生物医学研究领域中一个非常重要的领域，研究关注度日益升高。在宿主-微生物群通信领域，肠道微生物群分泌的细胞外囊泡（EVs）引起了人们的浓厚兴趣。EVs是几乎所有细胞类型分泌的膜包被的纳米粒子，可以跨越生物屏障运输各种生物分子。细菌分泌的囊泡包含源自细胞的分子，如蛋白质、DNA、RNA和代谢产物。这些纳米颗粒在细菌间的沟通中起着重要作用。
胎儿微生物组（fetal microbiome）的概念仍然是一个有争议的话题。尽管先前的研究报告中指出，在胎盘和羊水中存在细菌DNA，但拥有完整细胞结构的细菌的胎儿微生物组的观念一直受到怀疑。此前的研究表明，在人体中来自单一实验室培养的病原体在胎儿-母体界面有细胞外囊泡（EVs）的传播效应，以及在妊娠期间尿液中调节细菌EV分泌的情况。然而，关于健康妊娠过程中微生物EVs的研究数据稀缺，并且尚未研究母体来源微生物群EVs在胎儿环境中的作用。
研究人员希望了解，健康妊娠期间胎儿环境中是否存在细菌细胞外囊泡，并确定肠道微生物群源的细胞外囊泡是否能够越过生物屏障达到胎儿。研究人员的目标是表征健康孕妇肠道和羊水中的细菌EVs，探讨母体来源肠道微生物群EVs是否在小鼠模型中与胎儿发生相互作用。
该研究涉及在奥卢大学医院剖宫产下25名母亲。结果显示，在健康孕妇的羊水中可以检测到细菌细胞外囊泡，与母体肠道微生物群中发现的细胞外囊泡在细菌种类和含量方面相似。在怀孕的小鼠中，发现了源自母体肠道微生物群的细胞外囊泡能够到达羊水腔内，从人类母体粪便中分离出的细胞外囊泡会迁移到胎儿体内。研究结果揭示了母源微生物群源的细胞外囊泡作为母源微生物群与胎儿之间的一种相互作用机制，可能在为出生后肠道菌群的定植调节胎儿免疫系统方面发挥关键作用。
这项最新研究结果可能为长期困扰科学界的问题提供了答案：在妊娠期间是否会使健康的胎儿暴露于细菌，并且胎儿环境是否有自己的微生物群。
“根据我们的研究，在健康的妊娠期间，母体肠道细菌分泌的纳米颗粒会迁移到羊水中，其中包含来自细菌的分子。这些囊泡不会像整体细菌那样引起感染。因此，在出生之前，胎儿安全地熟悉了母体正常的肠道微生物。我们发现的机制可能在妊娠期间胎儿免疫系统的发育中起着重要作用。” 论文的第一作者、博士研究员Anna Kaisanlahti说道。
由母体肠道细菌产生的纳米颗粒可能对胎儿免疫系统的发育非常重要。它们可能安全地为胎儿在出生时迅速获得自己的微生物群做准备。这一发现为进一步的研究打开了大门。“研究母体肠道细菌与胎儿在妊娠期间的沟通如何影响儿童后期的健康将是有趣的。” Kaisanlahti反思道。
这项研究是在奥卢大学医学院和奥卢生物中心进行的，由Terhi Tapiainen教授和Justus Reunanen副教授领导的研究小组与奥卢大学医院、图尔库大学和德国基尔大学的研究人员合作完成。
这项研究得到了芬兰学术基金会、儿科研究基金会、国家卫生研究基金会、国家研究资金、芬兰文化基金会和Yrjö Jahnsson基金会的资助。
参考文献：Maternal microbiota communicates with the fetus through microbiota-derived extracellular vesicles. Microbiome. 2023 Nov 13;11(1):249.
