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母亲细菌感染影响胎儿大脑《新闻》

发布时间:2020-09-15 00:20:35 阅读: 来源:清洗机厂家

网导读:调查人员还报道称,小鼠如果在胎儿发育早期暴露于细菌细胞壁,后期在记忆和认知功能方面的表现低于平均水平。研究人员发现的证据表明,用抗生素氨苄青霉素(可破坏细......

最近,St.Jude儿童研究医院的科学家们发现,细菌细胞壁碎片可穿过胎盘进入胎儿正在发育的神经元中,从而改变胎儿大脑的解剖学以及出生后的认知功能。这项研究发表在3月9日《CellHost&Microbe》杂志。

这项研究在实验模型中得出的结果,对于产妇在怀孕期间细菌感染,与儿童患自闭症和其他认知问题的风险增加之间的相关性,提供了一种可能的机制。该研究还提出了有关哪类抗生素应该用于治疗这种感染的问题。

这项研究的通讯作者、St.Jude儿童研究医院传染病系主任ElaineTuomanen博士指出:这个发现很令人意外,因为在儿童和成人中,肺炎球菌感染可导致脑膜炎和神经元死亡。本研究在细菌感染的小鼠模型中发现,产前正好相反。证据表明,母体感染可产生一个信号事件,导致发育大脑中神经元的增殖和重组。

研究人员首次发现,细菌细胞壁的片段可穿过胎盘,并到达胎儿的大脑,从而引发未成熟神经元的增殖。有证据表明,这种增殖是由先前无法识别的一条途径引发的,该途径涉及先天免疫系统和一个调节基因表达的蛋白质。这种增殖可导致发育大脑中一个区域发生50%的增长,该区域可发育成大脑皮质负责思想、行动和其他高级功能。

调查人员还报道称,小鼠如果在胎儿发育早期暴露于细菌细胞壁,后期在记忆和认知功能方面的表现低于平均水平。研究人员发现的证据表明,用抗生素氨苄青霉素(可破坏细菌,并将细胞壁碎片送入血流)治疗产妇感染,可导致相似的神经元增加。

Tuomanen说,这些结果提出了应使用哪类抗生素来治疗妊娠期细菌感染的问题。她说:这项研究表明,广泛使用的抗生素,如氨苄青霉素,会导致细菌细胞壁破裂,并释放可能导致发育大脑变化的细胞壁。用克林霉素这类抗生素(杀死细菌,但不会释放细胞壁)治疗的小鼠,并没有发生这种变化。Tuomanen补充说:还需要更多的研究,来了解不同类抗生素对妊娠结果的长期影响。

用实验室培养的细胞和小鼠细胞,研究人员发现了肺炎球菌细胞壁碎片如何与血小板活化因子受体(PAFR)蛋白结合,通过胎盘进入胎儿的大脑。

在那里,数小时内,细菌细胞壁不是引发炎症和细胞死亡,而是启动了蛋白Foxg1的表达。Foxg1是一种转录因子,可驱动神经细胞增殖。早在怀孕期间,在一个称为脑室区的脑区中会发生这种增殖。研究人员发现,在几天之内,皮层板的神经元增加了百分之50。

研究人员还报道称,先天免疫系统的一个组成部分,在驱动增殖(而不是炎症)中发挥了关键作用。称为Toll样受体2(TLR2)的蛋白质,可帮助细胞识别和抵御细菌。本研究的结果表明,TLR2与一个相关蛋白TLR6合伙,驱动器增殖来响应细菌的细胞壁。

没有TLR2,不成熟的胎儿细胞就不增殖。研究人员还报道称,在缺乏PAFR或TLR2的胎儿小鼠中并没有出现增殖,从而表明,这两种蛋白在大脑对细菌细胞壁的反应中,发挥了作用。

Tuomanen说:还需要更多的研究来了解‘细菌细胞壁的信号如何通过这条新发现的途径来诱导增殖’,这条途径将天然免疫受体TLR2与转录因子Foxg1连接在一起,推动胎儿的神经细胞增殖。这种同样的机制可能会带来新的策略,修复或更换因疾病或损伤而缺失的神经元。

母亲对胎儿的影响可谓是非常大的,在去年2月份,美国华盛顿大学医学院的研究人员在小鼠进行的一项新研究表明,生活在体内的细菌的DNA,可通过一种类似于父母自身DNA的方式,将一种性状传递给后代。相关研究结果发表在《自然》。随后的4月份,加州大学(UC)戴维斯分校的研究人员发现一个基因该基因在一些母亲当中是不活跃的,可产生母乳糖影响其婴儿肠道菌群的发展。产生的这种糖,被称为secretors不能被婴儿消化,而是滋养出生后不久婴儿肠道中定植的特定细菌。相关研究结果发表在开放获取期刊《Microbiome》。而在去年年底的一项研究更是惊人,荷兰内梅亨大学的分子发育生物学家在《NatureCommunications》发表的一项研究发现,青蛙胚胎不仅能接收来自母亲的基因信息,而且还接收关于如何使用这些DNA的指令说明。

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