《Development》铁和大脑:神经发育障碍可能始于发育

　　

组成人类大脑的细胞早在大脑的物理形状形成之前就开始发育了。这种细胞网络的早期组织在一生中对大脑健康起着重要作用。大量研究发现，怀孕期间铁含量低的母亲生下的孩子患自闭症、注意力缺陷综合征和学习障碍等认知障碍的风险更高。然而，孕妇和幼儿仍然普遍缺乏铁。

妊娠铁缺乏(GID)导致认知障碍的机制尚不完全清楚。罗彻斯特大学医学中心生物医学遗传学和神经科学教授Margot Mayer- Proschel博士的实验室首次证明了缺铁小鼠的大脑对兴奋性大脑刺激的反应异常，并且在出生时补充铁并不能恢复晚年出现的功能障碍。

最近，她的实验室在寻找损伤的细胞起源方面取得了重大进展，其研究团队已经确定了GID的一种新的胚胎神经元祖细胞靶点。这项研究最近发表在《Development》杂志上。

“我们对这一发现感到非常兴奋，”Mayer-Proschel说。“这可能将妊娠期缺铁与这些非常复杂的疾病联系起来。了解这种联系可能会改变医疗保健建议和未来治疗的潜在目标。”

构建地图

Michael Rudy博士和Garrick Salois都是实验室的研究生，也是这项研究的共同第一作者，他们通过反向工作来建立这种联系。通过观察出生时患有已知GID的成年小鼠和幼鼠的大脑，他们发现中间神经元被破坏了，中间神经元是控制兴奋和抑制平衡的细胞，并确保成熟的大脑能够对传入的信号做出适当的反应。

已知这些中间神经元在胚胎大脑的一个称为内侧神经节突起的特定区域发育，在这里，特定的因素决定了早期神经元祖细胞的命运，这些细胞随后分裂、迁移并成熟为神经元，填充发育中的大脑皮层。研究人员发现，在暴露于性别认知障碍症的胚胎大脑中，这种特定的祖细胞池被破坏了。这些发现提供了证据，证明性别认知障碍症影响胚胎祖细胞的行为，导致在生命后期形成一个次优的特化神经元网络。

Mayer-Proschel说:“当我们回顾过去时，我们可以确定与铁正常对照相比，缺乏铁的动物的祖细胞何时开始发挥不同的作用。这证实了细胞变化和性别认知障碍症之间的相关性发生在子宫早期。如果把这个时间线翻译给人类，很多女性会在怀孕的前三个月知道自己怀孕了。”

让下一个模型更接近人类

在确定了性别认知障碍症小鼠模型中的细胞目标后，Mayer-Proschel实验室的神经科学研究生Salois现在正在使用脑类器官(在这种情况下代表大脑的一团细胞)建立一个缺铁的人类模型。这些“迷你大脑”看起来更像需要显微镜观察的小球，可以被指示形成人类胚胎大脑的神经节突起的特定区域。通过这些研究人员可以模拟小鼠中GID靶向的神经元祖细胞的发育。

Mayer-Proschel说:“我们相信这个模型不仅能让我们确定我们在小鼠模型中发现的与人类系统的相关性，而且还能让我们找到在小鼠模型中甚至不存在的新的细胞GID靶点。了解这种普遍营养缺乏的细胞靶点，对于采取必要措施改变我们对孕产妇健康的看法是必要的。铁是其中的重要组成部分，出生后补充铁的影响有限，因此有必要寻找替代方法。”