时间味觉和其他感觉一样,是由精细调节的神经元回路介导的。这些回路是在胚胎发育过程中形成的,此时会出现许多完全成熟的大脑中不存在的额外神经元突触。小鼠出生后,通过常驻大脑免疫细胞(小胶质细胞)的活动,去除这些额外连接的过程(即神经元修剪)发生。1
DavidHill是一位感觉神经生物学家,也是弗吉尼亚大学的名誉教授,他从20世纪80年代开始研究味觉感觉回路。“对于每一个感觉系统,或许还有每一个神经系统,了解导致成人系统的发育过程是什么很重要,”他说。他之前的研究表明,在大鼠和小鼠的胚胎早期限制盐的摄入会抑制这种神经修剪。2,3在最近的一项研究中,Hill团队表明,妊娠期间限制钠摄入会损害小胶质细胞向大脑感觉中枢的迁移,并证明了这种钠敏感神经元修剪背后的潜在机制。这些研究结果发表在《实验医学杂志》上,有助于查明妊娠期间的因素如何影响后代感觉回路的发育。4
Hill的团队在胚胎第3天(E3)和E12之间给怀孕小鼠喂食低钠饮食,然后让它们恢复正常饮食。他们评估了出生后15至60天(P15-P60)的两条神经末梢密度的差异,这对小鼠味觉回路很重要。在子宫内未受钠限制的后代中,神经元修剪降低了P20和P30之间的末梢密度,而在子宫内经历低钠饮食的动物则保持了高神经元末梢密度。研究人员指出,这些影响并没有完全改变味觉回路,因为系统中的第三条神经不受饮食影响。
由于小胶质细胞有助于修剪多余的神经元末梢,因此研究小组接下来在低钠喂养母亲的动物和正常饮食喂养的小鼠之间研究了从胚胎到产后发育的不同点上味觉回路中这些免疫细胞的密度。与正常钠饮食下的胚胎相比,在E9.5时暴露于低钠饮食的发育中胚胎其大脑中的小胶质细胞明显减少。在成年期,小胶质细胞迁移较少的大脑区域对应于修剪减少的味觉回路。
研究小组随后想要了解子宫内的低盐暴露如何影响小鼠味觉回路的末端修剪。他们转向了IL-34(神经元产生的骨髓细胞发育的重要细胞因子)和IL-33(促进小胶质细胞突触修剪)。他们发现,与未暴露的小鼠相比,暴露于低钠饮食的小鼠在第22代时表现出较少的IL-34,并且暴露于低钠饮食的小鼠在第40代也产生了较少的IL-33。这些结果表明,这种低钠饮食可能会通过改变神经免疫相互作用来损害味觉回路突触修剪。
宾夕法尼亚大学莫内尔化学感官中心的神经科学家张雅丽(未参与这项研究)表示,这项研究关于母亲妊娠期饮食对后代味觉感官发育影响的发现很有趣。他特别想看到更详细的研究,探索低盐饮食如何影响小胶质细胞迁移和潜在的小胶质细胞发育,以产生观察到的结果。“这是未来需要解决的一个大难题,”张说。