科学家破译产前炎症如何影响胎儿的神经发育
2021-11-10   阅读:666   来源:细胞

意大利人文大学Davide Pozzi、Michela Matteoli等研究人员合作发现,产前白细胞介素6升高会增加谷氨酸能突触密度并破坏后代的海马连接性。2021年11月9日出版的《免疫》杂志发表了这项成果。

研究人员发现,通过注射到怀孕小鼠或发育中的胚胎,短暂的白细胞介素 6 (IL-6) 升高增强了谷氨酸能突触,并导致后代进入成年期的整体大脑超连接性。IL-6激活谷氨酸能神经元中的突触发生基因程序,这需要转录因子STAT3和RGS4基因的表达。在 poly(I:C) 诱导的母体免疫激活过程中,新生儿大脑中的STAT3-RGS4通路也被激活,这模拟了怀孕期间的病毒感染。

这些发现表明,早期发育阶段的IL-6升高足以对谷氨酸能突触发生和脑连接产生长期影响,为产前炎症事件与脑神经发育障碍之间的关联提供了一个机制框架。

据介绍,早期的产前炎症被认为是不同神经发育障碍的危险因素。妊娠期间母体IL-6升高会导致后代出现异常行为,但这些缺陷是否由突触发育轨迹改变引起仍不清楚。

附:英文原文

Title: Prenatal interleukin 6 elevation increases glutamatergic synapse density and disrupts hippocampal connectivity in offspring

Author: Filippo Mirabella, Genni Desiato, Sara Mancinelli, Giuliana Fossati, Marco Rasile, Raffaella Morini, Marija Markicevic, Christina Grimm, Clara Amegandjin, Alberto Termanini, Clelia Peano, Paolo Kunderfranco, Graziella di Cristo, Valerio Zerbi, Elisabetta Menna, Simona Lodato, Michela Matteoli, Davide Pozzi

Issue&Volume: 2021/11/09

Abstract: Early prenatal inflammatory conditions are thought to be a risk factor for different neurodevelopmental disorders. Maternal interleukin-6 (IL-6) elevation during pregnancy causes abnormal behavior in offspring, but whether these defects result from altered synaptic developmental trajectories remains unclear. Here we showed that transient IL-6 elevation via injection into pregnant mice or developing embryos enhanced glutamatergic synapses and led to overall brain hyperconnectivity in offspring into adulthood. IL-6 activated synaptogenesis gene programs in glutamatergic neurons and required the transcription factor STAT3 and expression of the RGS4 gene. The STAT3-RGS4 pathway was also activated in neonatal brains during poly(I:C)-induced maternal immune activation, which mimics viral infection during pregnancy. These findings indicate that IL-6 elevation at early developmental stages is sufficient to exert a long-lasting effect on glutamatergic synaptogenesis and brain connectivity, providing a mechanistic framework for the association between prenatal inflammatory events and brain neurodevelopmental disorders.

DOI: 10.1016/j.immuni.2021.10.006

编辑:小柯机器人

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