妊娠期间，母亲的身体孕育新生命，其健康状况深刻影响着胎儿的发育进程。母体健康的变化会传递至胎儿，对婴儿的长期健康产生持久影响。
事实上，母体微生物组变化和免疫系统激活与儿童神经发育障碍风险相关。然而，科学家尚未完全理解此类母体压力因素如何调整发育中大脑的免疫信号传导以增加疾病风险。
如今，哈佛大学新生儿学家兼神经生物学家布莱恩·卡利什（Brian Kalish）及其团队采用空间转录组学技术绘制了小鼠胚胎的神经免疫图谱，并研究了母体健康如何塑造这一图谱。他们发表在《自然·神经科学》的研究成果揭示了神经发育障碍的潜在机制。
研究中，卡利什团队获取了妊娠14天和18天的小鼠胚胎脑组织——这分别对应小鼠19至21天妊娠期的中期和晚期阶段。通过先进的荧光原位杂交技术，科学家检测了这些组织中关键免疫配体和受体的表达模式。结合单细胞RNA测序技术，他们精确定位了特定基因在脑区的空间分布。
为表征发育阶段中神经免疫图谱的动态变化，团队对比了14天和18天胚胎的组织。随着大脑成熟，研究人员观察到神经前体细胞数量减少，这些细胞可能分化为特化细胞。在18天胚胎大脑中，未成熟细胞类型逐渐被更成熟的细胞群取代。
卡利什在声明中表示："本研究建立了胚胎大脑发育关键窗口期免疫基因网络的详细空间转录组图谱。与以往聚焦成年大脑的图谱不同，我们的数据集捕捉了大脑高度脆弱阶段的动态免疫信号交互。"
掌握追踪大脑变化的工具后，团队进一步探究了母体肠道-免疫紊乱如何影响神经发育。他们通过两种方式干扰雌鼠：注射诱导炎症和细胞因子产生的化学物质以激活免疫系统，或使用抗生素清除其微生物群。
与未处理母鼠的胚胎相比，肠道-免疫紊乱母鼠所生的雄性胚胎（而非雌性）表现出神经元增殖减少和神经元迁移异常。与此一致，经历母体免疫干扰的雄性幼鼠展现出社交行为异常。
对比未处理母鼠与肠道-免疫紊乱母鼠所生雄性胚胎的神经免疫图谱，发现编码趋化因子受体CXCR7及其配体CXCL12的基因表达失调。该趋化因子网络对胚胎大脑模式形成至关重要。总体而言，研究结果表明母体环境以性别特异性方式调控发育中大脑的免疫调节。
卡利什指出："作为新生儿科医生，这项工作增进了我们对可能影响神经发育潜能的早期环境因素的理解，并为潜在干预措施提供了见解。"
参考文献
- Vuong HE, et al. 母体微生物组调控小鼠胎儿神经发育. 《自然》. 2020;586(7828):281-286.
- Kalish BT, et al. 母体免疫激活破坏小鼠胎儿大脑蛋白质稳态. 《自然神经科学》. 2021;24(2):204-213.
- Kukreja B, et al. 发育中小鼠脑免疫图谱的空间转录组学揭示母体免疫激活与微生物群耗竭的影响. 《自然神经科学》. 2026.
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