兩篇Nature報道孕期炎症如何影響後代的行為異常丨亮點推薦

動物學以及人類流行病學分析顯示，如果母親在懷孕期間感染某些病毒，那麼她的後代患自閉症或者神經發育紊亂的風險就會增加【1,2】。而研究這類現象一般採用的動物模型主要是使用一類結構上與雙鏈RNA相似的稱為 poly(I:C) 的合成小分子來模擬懷孕的動物暴露在病毒感染之下。過去的研究表明，這種在懷孕期間由母體引發的免疫反應學術上稱之為母體免疫激活（MIA，maternal immune activation），該反應會導致後代出現一些不正常的重複行為，而導致該現象發生的部分原因可能是因為白介素-17a（由多種發炎條件下一組輔助T細胞——Th17細胞——產生）在其中起作用【3】。然而，這類現象背後更深層次的分子細胞生物學機制至今仍然研究的不是很清楚。

來自美國麻省大學醫學院的Jun R. huh（已move到哈佛醫學院）和MIT的Gloria B. Choi合作，在過去研究的基礎之上進一步研究表明了孕婦腸道細菌能在懷孕期間刺激Th17細胞的產生，從而意味著其後代更有可能出現MIA相關的行為異常。該工作以「Maternal gut bacteria promote neurodevelopmental abnormalities in mouse offspring」為題在線發表在9月13日的Nature雜誌上（下圖）。

上述研究首先證明了白介素-17a只可能在懷孕的母鼠中分泌然後導致MIA相關的行為異常出現。進一步研究發現，如果母鼠在懷孕期間受感染的話，帶有小鼠分節絲狀菌（segmented filamentous bacteria）或人體共生菌（它們能誘導腸道Th17細胞）的懷孕小鼠可能會增加其後代患神經發育障礙的風險（下圖a），而如果通過穿刺技術用特異性的抗生素處理孕鼠，那麼就不會出現MIA相關的後代行為異常。

而在另一篇同樣由Gloria B. Choi和Jun R. huh合作完成的題為「Reversing behavioural abnormalities in mice exposed to maternal inflammation」的Nature長文論文中（事實上兩篇Nature是同時投稿和被接受的），研究人員找出了小鼠大腦中引發行為異常的區域——大腦異顆粒區初級軀體感覺皮質部位（dysgranular zone of the primary somatosensory cortex， S1DZ），隨後他們又通過光遺傳學的手段進一步發現S1DZ區域的激活就可以導致小鼠出現與病毒感染類似的MIA相關的後代行為異常；反之，如果抑制S1DZ區域的激活，那麼即便是母鼠出現MIA也不會導致後代行為異常（上圖b）。

值得一提的是，針對上述兩項研究成果，來自美國德克薩斯西南醫學中心的Craig M. Powell 還專門為此撰寫了題為「Mum』s bacteria linked to baby』s behaviour」的評論文章（下圖）。

Craig Powell在評論提出了「Do cortical abnormalities due to maternal viral infections have a role in the development of autism in humans?」的疑問，並尖銳的指出孕期感染相關病毒與後代出現自閉症性狀關聯性仍然不清楚（「This link has not been clearly established」）。同時Craig Powell還提到，如果上述關聯著實存在，那麼在孕期調節孕婦腸道的有關菌群不失為降低後代發生自閉症性狀風險的一種可行的手段。

有意思的是，Craig Powell還寫道，即便上述兩篇論文描述的機制不存在於人類自閉症中，那麼這些論文揭示的腸道細菌、免疫系統和大腦發育之間的複雜相互作用，仍然為科學家提供了有價值的新見解（「Even if the mechanisms described by Kim et al. and Yim et al. are not involved in autism in humans, these papers still provide valuable insights by revealing the complexity of the interactions between gut bacteria, the immune system and brain development」）。

評：Nature對於一些比較令人關注的工作所配發的評論常常帶有批判性和建設性，這些不太長的評論文字確實能很好的指導讀者帶著問題深入閱讀原文。

參考文獻：

1、Patterson, P. H. (2011). Maternal infection and immune involvement in autism. Trends in molecular medicine, 17(7), 389-394.

2、Estes, M. L., & McAllister, A. K. (2016). Maternal immune activation: Implications for neuropsychiatric disorders. Science, 353(6301), 772-777.

3、Choi, G. B., Yim, Y. S., Wong, H., Kim, S., Kim, H., Kim, S. V., ... & Huh, J. R. (2016). The maternal interleukin-17a pathway in mice promotes autism-like phenotypes in offspring. Science, 351(6276), 933-939.

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