人類大腦皮層的切向生長是妊娠早期和妊娠中期的細胞增殖所驅(qū)動的，胎兒的生長一般會在妊娠中期達到頂峰。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上題為“Intrauterine growth and the tangential expansion of the human cerebral cortex in times of food scarcity and abundance”的研究報告中，來自蒙特利爾大學等機構(gòu)的科學家們通過進行一項新型以人口為基礎(chǔ)的研究揭示了母親和胎兒的基因在嬰兒大腦皮層發(fā)育中的關(guān)鍵作用；相關(guān)研究結(jié)果表明，與較高出生體重相關(guān)聯(lián)的基因突變也與大腦皮層的快速生長有關(guān)。

然而，食物的豐富或匱乏似乎也會影響母親和未出生嬰兒機體的基因所發(fā)揮作用的程度；為此，研究者Daniel Vosberg等人通過聯(lián)合研究分析了來自英國生物樣本庫（來自英國的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫）中數(shù)千名成年人的出生體重、出生體重基因以及大腦磁共振成像（MRI）數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明，較高的出生體重與較大的大腦皮層尺寸（通過表面積測定）有關(guān)，此外，與出生體重相關(guān)的母親和嬰兒體內(nèi)的基因突變也與大腦皮層表面有關(guān)，在嬰兒中，與胰島素作用相關(guān)的基因是決定性的，然而在母親體內(nèi)，在細胞水平上有利于毒素消除的基因突變往往發(fā)揮著重要作用。這兩組基因突變在決定大腦皮層尺寸方面并不總是同樣重要。

揭示未出生嬰兒的大腦是如何發(fā)育的？

圖片來源：Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45409-6

研究者Paus說道，通過比較出生年份數(shù)據(jù)及利用統(tǒng)計學模型和細胞相互作用分析，我們已經(jīng)闡明了在妊娠期和嬰兒期食物***所發(fā)揮的重要作用；在1944年至1945年“荷蘭冬季”期間遭受戰(zhàn)時饑荒的人群中，母源性的解毒基因?qū)τ谄べ|(zhì)生長的影響***大。這種特點似乎是代代相傳的，因為這種關(guān)聯(lián)在暴露過這種狀況的人群的后代中也存在；在其它情況下，皮質(zhì)生長主要與胎兒胰島素作用相關(guān)的基因存在主要關(guān)聯(lián)，分析結(jié)果表明，能抵消食物***所產(chǎn)生的負面影響的基因（尤其是在細胞壓力和免疫激活情況下）也是至關(guān)重要的。

研究者認為，在饑荒時期，當細胞正在繁殖時，發(fā)生錯誤的風險就要大得多，這或許就能解釋為何在這種情況下，負責DNA修復(fù)的基因?qū)τ趮雰捍竽X的生長起著決定性的作用。隨著科學家們對低出生體重和大腦生長發(fā)育之間關(guān)聯(lián)更為深入的理解，以及營養(yǎng)不良作為中介因素的重要性，下一步研究人員將會進一步研究評估能在小嬰兒出生后促進其皮質(zhì)生長的***佳方法。如今研究人員將會很快啟動一項試點項目來確定一種***佳的方法來自支持出生時低體重嬰兒的***佳大腦發(fā)育。

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