生物的繁衍是生命的基本屬性之一。 在繁殖過程中,雄性和雌性動物的身體會經歷特化,這一過程甚至會影響大腦。 研究表明,懷孕會導致哺乳動物多個大腦區域發生重大結構變化,為母親照顧和養育嬰兒做好準備。
先前的研究表明,成年小鼠大腦中的幹細胞在一生中會動態整合並響應環境訊號,如飢餓、飽腹感和懷孕。 然而,不同的生理狀態如何動態地控制不同的成體幹細胞,以及按需募集幹細胞與適應性大腦可塑性的功能相關性,仍有待充分闡明。
近日,瑞士巴塞爾大學fiona doetsch教授團隊在國際頂級學術期刊上發表science發表在一項題為“用於母親瞬時神經發生的成人神經幹細胞的妊娠反應池**”的研究中。
研究發現,懷孕重塑了腦幹細胞,使母親的嗅覺對新生兒更加敏感。 對小鼠模型的研究表明:成年小鼠大腦中的不同幹細胞池在懷孕期間被啟用,產生特定型別的嗅球神經元,這些神經元對於準備餵食者的母親和在出生後識別自己幼崽的氣味非常重要。
在哺乳動物中,嗅覺和嗅覺是識別朋友或敵人的重要標準。 一方面,動物通過氣味來標記它們的領地,以警告和驅趕同一物種的個體另一方面,動物父母可以通過嗅覺來識別他們的後代,以確保他們的後代得到照顧和養育。
先前的研究發現,為了維持這種親子嗅覺紐帶,雌性小鼠在懷孕期間在大腦的嗅球(處理嗅覺資訊的大腦區域)中形成新的神經元,以使她能夠識別自己的幼崽,這些新神經元在出生幾周後消失。
這種現象也引發了關於這些新生神經元到底是什麼的新問題
成體神經幹細胞 (NSC) 是在成人大腦中發現的未分化細胞,對終生大腦可塑性至關重要。 在成年小鼠的腦室-腦室下區(V-SVZ)中,NSCs是異質的,可以響應不同的生理刺激產生不同亞型的嗅球中間神經元。 然而,目前尚不清楚不同的生理狀態是否招募了不同的幹細胞庫。
在這項最新研究中,研究小組發現,在雌性小鼠中,來自腦室-腦室下區域的成體神經幹細胞在妊娠第7天和產後第7天增殖和分化,產生特定亞型的嗅球中間神經元。 利用空間轉錄組學,研究團隊鑑定了妊娠相關中間神經元的分子標記,並發現其中一些神經元亞群在母鼠識別自己幼崽的過程中起著重要作用。
干擾與母鼠懷孕相關的短暫神經發生可能導致母體行為缺陷這一事實進一步證實了這一點這些新生神經元在培育後代的過程中起著關鍵作用,它們的存在使母鼠的嗅覺對幼崽的識別更加敏感。
值得注意的是,在人類中,成體神經幹細胞也存在於相同的大腦區域。雖然它們在嬰兒早期通常不會產生嗅球神經元,但一些女性報告說她們的嗅覺在懷孕期間發生了變化。 因此類似的過程也可能發生在人類身上——休眠的幹細胞可能因懷孕而被啟用。
更有趣的是,這些新神經元的產生是非常短暫的——它們向嗅球的遷移、成熟和消亡與懷孕、分娩以及後代的發育和成長相吻合。 這些增強親子嗅覺識別的神經元只是暫時需要的,當幼崽年齡較大且獨立時就會被消除。 因此,在懷孕女性的體內,幹細胞的瞬時募集使大腦為預期母性的特定需求做好準備。
總而言之,這篇論文發表在:science研究表明,在雌性小鼠中,懷孕會啟用腦室-腦室下區域的成體神經幹細胞並分化為嗅球中間神經元,使雌性小鼠的嗅覺對幼崽的識別更加敏感。 因此,懷孕觸發了短暫但行為相關的神經發生,突出了成體幹細胞異質性的生理相關性。
這一發現凸顯了大腦的可塑性不僅僅是基於改變常駐神經元之間的突觸連線,而且不同成體神經幹細胞池的動態和選擇性募集以形成特定的神經元亞型可能在大腦應對不同生活經歷的能力中發揮關鍵作用。