一种大脑产生的多肽能够支持出生后的第一次呼吸
2020-12-03   阅读:479   来源:自然

美国维吉尼亚大学Douglas A. Bayliss小组发现,出生时激活的脑干多肽系统可促进产后呼吸。2020年12月2日,国际知名学术期刊《自然》在线发表了这一成果。

研究人员确定了一个神经肽系统,该系统在出生后立即被激活并支持呼吸。在梯形后核(RTN)神经元中选择性缺乏PACAP的小鼠表现出呼吸暂停增加和CO2刺激的呼吸减弱。RTN神经元中PACAP的重新表达纠正了这些呼吸不足。从pre-Bötzinger复合体(一个负责产生呼吸节律的RTN目标区域)中删除PACAP受体PAC1,显著复制了RTN缺失PACAP后观察到的呼吸不足,并抑制了pre-Bötzinger复合体中PACAP诱发的呼吸刺激。值得注意的是,恰好在出生时,RTN神经元中发生了PACAP表达的产后爆发,这与暴露于外部环境相吻合。RTN神经元中PACAP缺失的新生小鼠表现出呼吸暂停增加,环境温度的变化进一步加剧了呼吸暂停。

这些发现表明,RTN神经元适时的PACAP表达在出生后立即提供了重要的辅助呼吸驱动,并揭示了在生命中最为脆弱时期支持呼吸的肽能神经回路。

研究人员介绍,在产后生命最初遇到的众多挑战中,最重要的是第一次呼吸,这会引发维持生命的运动。调节呼吸的神经系统在发育的早期是脆弱的,尚不清楚它们如何调节来支持出生时的呼吸。

附:英文原文

Title: A brainstem peptide system activated at birth protects postnatal breathing

Author: Yingtang Shi, Daniel S. Stornetta, Robert J. Reklow, Alisha Sahu, Yvonne Wabara, Ashley Nguyen, Keyong Li, Yong Zhang, Edward Perez-Reyes, Rachel A. Ross, Bradford B. Lowell, Ruth L. Stornetta, Gregory D. Funk, Patrice G. Guyenet, Douglas A. Bayliss

Issue&Volume: 2020-12-02

Abstract: Among numerous challenges encountered at the beginning of extrauterine life, the most celebrated is the first breath that initiates a life-sustaining motor activity1. The neural systems that regulate breathing are fragile early in development, and it is not clear how they adjust to support breathing at birth. Here we identify a neuropeptide system that becomes activated immediately after birth and supports breathing. Mice that lack PACAP selectively in neurons of the retrotrapezoid nucleus (RTN) displayed increased apnoeas and blunted CO2-stimulated breathing; re-expression of PACAP in RTN neurons corrected these breathing deficits. Deletion of the PACAP receptor PAC1 from the pre-Btzinger complex—an RTN target region responsible for generating the respiratory rhythm—phenocopied the breathing deficits observed after RTN deletion of PACAP, and suppressed PACAP-evoked respiratory stimulation in the pre-Btzinger complex. Notably, a postnatal burst of PACAP expression occurred in RTN neurons precisely at the time of birth, coinciding with exposure to the external environment. Neonatal mice with deletion of PACAP in RTN neurons displayed increased apnoeas that were further exacerbated by changes in ambient temperature. Our findings demonstrate that well-timed PACAP expression by RTN neurons provides an important supplementary respiratory drive immediately after birth and reveal key molecular components of a peptidergic neural circuit that supports breathing at a particularly vulnerable period in life.

DOI: 10.1038/s41586-020-2991-4

编辑:小柯机器人

热门资讯
  • Nature|国际研究团队绘制新冠病毒蛋白与人类蛋白互作图谱,揭示药物潜在靶点
  • 在生物技术高度发展的今天,种质资源已经成为重要的战略资源,也是衡量综合国力的指标之一,关系到国家主权和安全—— 野生生物种质资源,危机下的保卫战
  • HCV中和抗体的分析揭示广泛中和的遗传决定因素
  • 广东韶关丹霞山再添4个新物种
  • 葡萄糖转运体GLUT3通过糖酵解-表观重编程控制T辅助17细胞反应
  • 人胚胎干细胞源心血管前体细胞及其分泌因子促进缺血/再灌损伤心肌修复
  • ChAdOx1疫苗接种后抗血小板因子4的病理抗体分析
  • 专家建议开展科技攻关做强草种产业
  • 分娩期间硬膜外镇痛与子代孤独症谱系障碍风险小幅增加相关
  • 达普司他治疗未接受透析的CKD贫血患者疗效不逊于阿法达贝泊
  • 间充质祖细胞和肌肉干细胞间信号传递确保干细胞对机械负荷适应性反应
  • MolecularPsychiatry|王征实验室使用磁共振成像技术揭示神经调控手术治疗...
  • 鸵鸟蛋壳珠揭示非洲5万年前的社会网络
  • 科学家开发出一种针对多重耐药病原体的天然抗生素
  • scJoint可将数据库级别的单细胞RNA-seq和ATAC-seq数据与迁移学习整合
  • 单个神经元类似乘法的非线性信息处理的生物物理学基础
  • 睡莲科芡实进化出巨大叶片快速占领水面空间
  • 我国科学家找到线粒体活性氧调控植物免疫的分子机制
  • 世界上最濒危灵长类动物之一的黑叶猴小时候竟然是金黄色
  • 研究发现欧洲人群过去3000年间被自然选择改变遗传演化证据
  • ©2022年05月29日 16:44:14
    基因在线
    0.1795s加载完成
    邮箱:info@jiyinzaixian.com