综述：气候变化时代下的体温调节极限：分子机制的系统综述

《Environmental Research》：Thermoregulatory Limits in an Era of Climate Change: A Systematic Review of Molecular Insights

本综述系统分析了热休克蛋白（HSP）在热适应中的核心作用，指出细胞内HSP70是对热暴露反应最显著、最一致的分子标记，其基础水平在热适应后显著升高（Hedges’ g=0.92），并伴随诱导性减弱，体现了细胞预适应。HSP90反应较弱。结果支持将HSP70作为评估热耐受性的首要生物标志物。

　　

背景

气候变化正导致热暴露的频率和强度不断增加，从而加剧了热相关疾病和死亡的风险。在细胞层面，热休克蛋白（HSPs），尤其是HSP70和HSP90，通过维持蛋白质稳态（proteostasis）来应对热应激，它们的存在和变化可能指示了生物体的耐热性（thermotolerance）。理解这些分子在受控热暴露下的反应，对于揭示生物体适应高温环境的分子基础至关重要。

方法

本研究严格遵循PRISMA 2020指南，系统检索了截至2025年5月30日的PubMed、Web of Science、Scopus和Google Scholar等数据库。纳入标准包括涉及健康哺乳动物或人类接受受控热暴露的研究，这些研究需设有温度中性对照组，并提供定量的细胞内HSP70或HSP90的结果数据。通过这一严谨的流程，从630篇初始记录中，最终有35项研究符合标准并被纳入分析。

结果

分析结果显示，细胞内HSP70（特别是iHSP70）对热暴露的反应非常显著和一致。无论是单次热暴露还是多日的热适应（heat acclimation）过程，都能诱导HSP70水平的显著升高。一个关键发现是，经过热适应后，生物体的基础HSP70水平会升高，而面对固定热刺激时，其进一步的诱导能力会减弱，这与细胞的预适应（preconditioning）或获得性耐热性概念相一致。相比之下，HSP90对热应激的反应则较小且不那么一致。

对四项人类研究（总计n=33）的荟萃分析（meta-analysis）进一步证实了上述发现。分析显示，热适应后基础细胞内HSP70水平存在一个大的标准化增高（合并Hedges’ g = 0.92, 95% CI 0.31–1.53）。研究间存在中度异质性（I2 ≈ 57%）。总体而言，所纳入研究的偏倚风险从低到有一些担忧不等。

讨论

证据充分表明，热应激通过热休克蛋白（尤其是HSP70）在人类和其他哺乳动物中引发强烈的分子防御反应。HSP70的诱导上调是热适应的一个核心分子事件，其基础水平的升高与改善的耐热性相关。虽然HSP90和其他分子伴侣也参与其中，但其作用程度不如HSP70。这些分子适应现象凸显了体温调节系统的巨大可塑性，但也指明了其极限所在。

结论

细胞内HSP70展现出一致且强大的热响应信号，可作为获得性耐热性的有效指标，支持其作为热适应首要分子标记物的应用价值。HSP90虽有贡献，但其诱导性不如HSP70均匀。尽管单靠HSP70可能无法涵盖热适应力的所有方面，但这些发现为热适应策略提供了分子层面的支持，并激励未来在HSP水平提升的持久性、调节因素（如物种、组织、方案）以及多标记物组合面板等方面开展进一步研究。