两篇Nature报道孕期炎症如何影响后代的行为异常丨亮点推荐

动物学以及人类流行病学分析显示，如果母亲在怀孕期间感染某些病毒，那么她的后代患自闭症或者神经发育紊乱的风险就会增加【1,2】。而研究这类现象一般采用的动物模型主要是使用一类结构上与双链RNA相似的称为 poly(I:C) 的合成小分子来模拟怀孕的动物暴露在病毒感染之下。过去的研究表明，这种在怀孕期间由母体引发的免疫反应学术上称之为母体免疫激活（MIA，maternal immune activation），该反应会导致后代出现一些不正常的重复行为，而导致该现象发生的部分原因可能是因为白介素-17a（由多种发炎条件下一组辅助T细胞——Th17细胞——产生）在其中起作用【3】。然而，这类现象背后更深层次的分子细胞生物学机制至今仍然研究的不是很清楚。

来自美国麻省大学医学院的Jun R. huh（已move到哈佛医学院）和MIT的Gloria B. Choi合作，在过去研究的基础之上进一步研究表明了孕妇肠道细菌能在怀孕期间刺激Th17细胞的产生，从而意味着其后代更有可能出现MIA相关的行为异常。该工作以“Maternal gut bacteria promote neurodevelopmental abnormalities in mouse offspring”为题在线发表在9月13日的Nature杂志上（下图）。

上述研究首先证明了白介素-17a只可能在怀孕的母鼠中分泌然后导致MIA相关的行为异常出现。进一步研究发现，如果母鼠在怀孕期间受感染的话，带有小鼠分节丝状菌（segmented filamentous bacteria）或人体共生菌（它们能诱导肠道Th17细胞）的怀孕小鼠可能会增加其后代患神经发育障碍的风险（下图a），而如果通过穿刺技术用特异性的抗生素处理孕鼠，那么就不会出现MIA相关的后代行为异常。

而在另一篇同样由Gloria B. Choi和Jun R. huh合作完成的题为“Reversing behavioural abnormalities in mice exposed to maternal inflammation”的Nature长文论文中（事实上两篇Nature是同时投稿和被接受的），研究人员找出了小鼠大脑中引发行为异常的区域——大脑异颗粒区初级躯体感觉皮质部位（dysgranular zone of the primary somatosensory cortex， S1DZ），随后他们又通过光遗传学的手段进一步发现S1DZ区域的激活就可以导致小鼠出现与病毒感染类似的MIA相关的后代行为异常；反之，如果抑制S1DZ区域的激活，那么即便是母鼠出现MIA也不会导致后代行为异常（上图b）。

值得一提的是，针对上述两项研究成果，来自美国德克萨斯西南医学中心的Craig M. Powell 还专门为此撰写了题为“Mum’s bacteria linked to baby’s behaviour”的评论文章（下图）。

Craig Powell在评论提出了“Do cortical abnormalities due to maternal viral infections have a role in the development of autism in humans?”的疑问，并尖锐的指出孕期感染相关病毒与后代出现自闭症性状关联性仍然不清楚（“This link has not been clearly established”）。同时Craig Powell还提到，如果上述关联着实存在，那么在孕期调节孕妇肠道的有关菌群不失为降低后代发生自闭症性状风险的一种可行的手段。

有意思的是，Craig Powell还写道，即便上述两篇论文描述的机制不存在于人类自闭症中，那么这些论文揭示的肠道细菌、免疫系统和大脑发育之间的复杂相互作用，仍然为科学家提供了有价值的新见解（“Even if the mechanisms described by Kim et al. and Yim et al. are not involved in autism in humans, these papers still provide valuable insights by revealing the complexity of the interactions between gut bacteria, the immune system and brain development”）。