摘要

研究人员揭示了母体和胎儿基因以及营养因素如何共同影响婴儿大脑皮层的发育。通过利用英国生物银行（UK Biobank）的大量数据，研究发现，由特定基因变异导致的较高出生体重与大脑皮层表面积的增加直接相关。研究强调了胎儿胰岛素相关基因和母体解毒基因在大脑发育中的重要作用。值得注意的是，战时饥荒等营养压力暴露显示出跨代影响，凸显了遗传和环境因素在产前和早期大脑发育中的关键相互作用。

关键发现

1. 遗传与营养的影响：母体和婴儿中与出生体重相关的基因变异与大脑皮层的生长密切相关，母体和胎儿基因分别扮演不同角色。

2. 食物供应的影响：研究表明，食物供应可以调节这些基因变异对大脑发育的影响，其中母体解毒基因在饥荒期间尤为重要。

3. 跨代效应：1944-45年荷兰冬季饥荒等极端条件下的暴露，突显了母体基因对后代皮层发育的持久影响，表明适应性特征可能跨代传递。

研究背景

由CHU Sainte-Justine研究员兼蒙特利尔大学医学教授Tomas Paus领导的一项新研究，揭示了母体和胎儿基因在婴儿大脑皮层生长中的作用。该研究于上周发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上，表明与较高出生体重相关的基因变异也与大脑皮层的更大生长相关。然而，食物的充足或短缺似乎会影响母体和胎儿基因的作用程度。

研究方法

Paus与博士后研究员Daniel Vosberg分析了英国生物银行中数千名成年人的出生体重、出生体重相关基因和脑部磁共振成像（MRI）数据。这些分析证实，较高的出生体重与较大的大脑皮层表面积相关。此外，母体和婴儿中与出生体重相关的基因变异也与皮层表面积相关。在婴儿中，与胰岛素作用相关的基因起决定性作用，而在母体中，促进细胞水平毒素清除的基因变异则扮演主要角色。

研究结果

通过比较不同出生年份的数据，并结合统计建模和细胞相互作用分析，研究团队证明了妊娠期或婴儿期食物限制暴露的作用。在1944-45年荷兰冬季饥荒期间暴露的人群中，母体解毒基因对皮层生长的影响最大。这种特征似乎会跨代传递，因为这种关联也在暴露者的子女中发现。在其他人群中，皮层生长主要与胎儿胰岛素作用相关基因相关。

研究意义

研究结果表明，对抗食物限制负面影响的基因（特别是在细胞应激和免疫激活方面）至关重要。Paus解释说：“在饥荒时期，细胞增殖时出错的风险更大，这可能解释了为什么在这种情况下，负责DNA修复的基因对婴儿大脑生长至关重要。”

未来方向

随着对低出生体重与大脑生长关系的更好理解，以及营养不良作为中介因素的重要性，研究人员下一步将评估如何在出生后促进低体重婴儿的皮层生长。Paus表示：“我们正在与CHU Sainte-Justine儿科医生兼蒙特利尔大学临床副教授Thuy Mai Luu合作，即将启动一个试点项目，以确定支持低出生体重婴儿最佳大脑发育的最佳方法。”

研究信息来源

• 作者：Tomas Paus

• 来源：蒙特利尔大学

• 联系人：Tomas Paus – 蒙特利尔大学

原始研究

开放获取文献：
“Intrauterine growth and the tangential expansion of the human cerebral cortex in times of food scarcity and abundance” by Tomas Paus et al. Nature Communications