Neuron：热休克蛋白与大脑疾病

如果胎儿通过母体遭受到多种环境危害（例如创伤、疾病、酗酒或药物滥用），那么孩子出生后可能更容易患上一些精神疾病。不过，此前人们并不了解这些压力因素是如何影响胎儿大脑发育的。现在，耶鲁大学的科学家们找到了上述过程中的关键分子——热休克因子HSF1。

　　

生物通报道：如果胎儿通过母体遭受到多种环境危害（例如创伤、疾病、酗酒或药物滥用），那么孩子出生后可能更容易患上一些精神疾病，例如精神分裂症、创伤后应激障碍PTSD、孤独症和双相情感障碍等等。不过，此前人们并不了解这些压力因素是如何影响胎儿大脑发育的。

现在，耶鲁大学的科学家们找到了上述过程中的关键分子——热休克因子HSF1。这项研究发表在Cell旗下的Neuron杂志的网站上。文章指出，HSF1是大脑细胞中的重要触发器，多种影响胎儿的环境危害都会使之激活。

研究人员用酒精、甲基汞处理小鼠胚胎，或者使其母体发生癫痫。他们发现，这些压力因素会激活大脑皮层细胞中的HSF1。而HSF1可以为这些脑细胞提供保护，帮助它们在逆境下生存。

随后，研究人员研究了大脑皮层缺乏HSF1的小鼠胚胎。研究显示，即使环境危害的水平非常低，这些小鼠还是会出现大脑结构异常，而且在出生后更容易患上癫痫。

另外，研究团队还通过iPS技术，将精神分裂症患者的成体细胞诱导成为多能干细胞，并在此基础上构建了“精神分裂症”神经前体细胞。他们发现，这些细胞在面对环境危害的时候，基因产生的应答比对照组剧烈得多。这再次说明，环境危害主要诱导脆弱的细胞发生故障。（延伸阅读：iPS工具帮你逆转细胞的时钟）

“我们的研究显示，不同类型的环境危害会引发同样的问题，只要它们发生在同一个胎儿发育阶段，”文章的资深作者，耶鲁大学的Pasko Rakic说。“相反，同样类型的环境危害也可能造成完全不同的病理过程，如果它发生在胎儿发育的不同时期。”

这项研究向人们展示，当胎儿大脑细胞面临环境危害时，HSF1具有非常关键的作用。这种因子与精神类疾病的发生有着重要的联系。

研究人员指出，HSF1激活可以作为细胞受损的永久性标志。在此基础上，人们可以鉴定成人体内的受损细胞，以便探寻相关疾病的发病机制，寻找保护这些脆弱细胞的方法。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Roles of Heat Shock Factor 1 in Neuronal Response to Fetal Environmental Risks and Its Relevance to Brain Disorders

Prenatal exposure of the developing brain to various environmental challenges increases susceptibility to late onset of neuropsychiatric dysfunction; still, the underlying mechanisms remain obscure. Here we show that exposure of embryos to a variety of environmental factors such as alcohol, methylmercury, and maternal seizure activates HSF1 in cerebral cortical cells. Furthermore, Hsf1 deficiency in the mouse cortex exposed in utero to subthreshold levels of these challenges causes structural abnormalities and increases seizure susceptibility after birth. In addition, we found that human neural progenitor cells differentiated from induced pluripotent stem cells derived from schizophrenia patients show higher variability in the levels of HSF1 activation induced by environmental challenges compared to controls. We propose that HSF1 plays a crucial role in the response of brain cells to prenatal environmental insults and may be a key component in the pathogenesis of late-onset neuropsychiatric disorders.