Vglut2神经元中催乳素受体(Prlr)信号介导妊娠小鼠应激性高热反应的减弱

《Journal of Neuroendocrinology》：Prolactin receptor signalling contributes to the attenuation of stress-induced hyperthermia during pregnancy

　　

妊娠期间，体温调节受到严密控制，以保护胎儿免受有害的温度升高影响。应激性高热(stress-induced hyperthermia)是应激反应的一个组成部分，可增加对感知威胁的警觉性。既往文献显示，与其他应激反应方面一样，应激性高热在妊娠晚期减弱。研究人员旨在探究小鼠妊娠期应激性高热如何减弱。催乳素(prolactin)和胎盘催乳素(placental lactogen)此前已被证明通过催乳素受体(prolactin receptor, Prlr)发挥作用，使妊娠期母体温度保持较低，以确保成功生殖结局。研究人员假设脑中Prlr信号会在妊娠期减弱应激性高热。为研究这一点，研究人员在小鼠中特异性敲除了谷氨酸能(Vglut2)神经元的Prlr(Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre)。这些神经元与母体适应和应激性高热有关。研究人员使用放射遥测(radiotelemetry)记录核心体温(core temperature, T_core)和活动水平，对非妊娠和妊娠小鼠每日通过抓取颈背部皮肤(scruffing)进行处理，以诱发应激性高热反应。在妊娠对照小鼠(Prlr^lox/lox)中，应激性高热从妊娠第12天开始减弱。这不是由于对应激源的习惯化，因为非妊娠小鼠在重复处理长达20天后未显示应激性T_core反应的任何减弱。在Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre小鼠中，妊娠诱导的应激性T_core减弱显著延迟，仅在妊娠第14天出现。这些变化特异于应激的体温反应，因为两种基因型在抓取处理后表现出相似水平的应激诱导活动。总之，这些数据表明，小鼠妊娠期应激性高热减弱，且该效应至少部分由谷氨酸神经元中的Prlr信号介导。然而，由于敲除小鼠的应激性T_core反应最终在妊娠晚期(妊娠第15–17天)减弱，与对照相当，其他因素也可能参与其中。

论文作者为David R. Grattan、Andrew M. Stewart和Teodora R. Georgescu。妊娠期体温调节(thermoregulation)是保护胎儿免受高热损害的关键过程。核心体温(T_core)可因疾病、体力活动和应激(stress)等升高。妊娠期基础T_core因胎儿代谢需求增加而升高，但母体温度升高可导致母体并发症并损害胎儿生长和发育。母体通过抑制昼夜节律变化和发热反应、降低棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)产热等适应来维持低T_core。应激刺激同样挑战温度稳态，妊娠期可能需要调节。应激反应包括快速儿茶酚胺驱动的交感–肾上腺–髓质(sympathetic–adreno–medullar, SAM)轴和较慢的皮质类固醇驱动的下丘脑–垂体–肾上腺(hypothalamic–pituitary–adrenal, HPA)轴。应激性高热(stress-induced hyperthermia, SIH)是SAM轴成分，由皮层信号激活背内侧下丘脑/背侧下丘脑区(dorsomedial hypothalamus/dorsal hypothalamic area, DMH/DHA)神经元，投射至吻侧髓质中缝(rostral medullary raphe, rMR)，引起应激诱导的心动过速、高血压和代谢转移；DMH/DHA神经元被认为可激活下丘脑室旁核(paraventricular nucleus of the hypothalamus, PVH)中促肾上腺皮质激素释放激素(corticotrophin-releasing hormone, CRH)神经元，进而激活HPA轴。妊娠期SAM和HPA轴功能明显改变，交感张力增加，但炎症等应激源不能扰动交感神经系统反应；HPA轴活动降低。既往大鼠开放场测试显示妊娠期体温反应消失，但机制未明。研究人员关注Prlr信号，因为催乳素和胎盘催乳素通过Prlr介导多种母体适应，包括母体行为、哺乳性不育、葡萄糖稳态、神经发生、抑制跑轮活动和体温调节等。高催乳素血症雄性大鼠中应激性高热减弱；研究组此前发现Vglut2神经元Prlr信号对维持妊娠晚期低母体T_core和抵抗环境温度升高重要；DMH/DHA的Vglut2神经元对应激性高热信号关键。因此，研究人员假设妊娠期SIH减弱由谷氨酸神经元Prlr信号介导。

研究人员开展的研究是：使用Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre小鼠和对照Prlr^lox/lox小鼠，在妊娠和非妊娠状态下每日抓取处理，记录T_core和活动，分析应激后ΔT_core及曲线下面积(area under the curve, AUC)。研究得出结论：小鼠妊娠期SIH减弱，该效应至少部分由谷氨酸神经元Prlr信号介导，但妊娠晚期敲除小鼠也出现减弱，提示其他因素参与。其意义在于揭示妊娠期另一种适应性体温调节反应，该反应覆盖对压力有益且保守的进化反应，以防止热挑战并避免对妊娠的不良结局。

为开展研究用到的主要关键技术方法不超过250字：研究使用Vglut2-IRES-Cre小鼠(C57BL/6J背景，购自Jackson Laboratory)与Prlr^lox/lox小鼠杂交，得到Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre小鼠，Cre阴性小鼠为对照；动物饲养于University of Otago生物医学研究设施，30°C±1°C热中性环境，12 h光暗周期。通过腹腔植入G2 E-mitter放射遥测装置记录T_core和活动水平；每日0800–1000抓取颈背部皮肤约20 s作为轻度应激。妊娠通过交配栓和体重增加约1 g/天确认。数据以0.0333 Hz记录，平均为5 min时间 bins，分析处理前2 h基线变化及0–120 min最大AUC；统计使用GraphPad Prism 11.1.0，重复测量双因素方差分析(ANOVA)或混合效应模型，Tukey post hoc分析。

研究结果如下。3.1 妊娠期应激性高热减弱：研究人员将处理反应按3天平均，发现妊娠Prlr^lox/lox与Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre小鼠在妊娠日(gestation day, GD)12–14的ΔT_core反应存在显著差异，GD15–17存在趋势；敲除小鼠应激诱导的ΔT_core高于对照。AUC分析显示，对照小鼠在GD12–14和GD15–17的ΔT_core较非妊娠和GD2–4显著降低；敲除小鼠在妊娠任何时间均未检测到这种减弱。非妊娠两种基因型小鼠在重复处理20天后未见应激性ΔT_core幅度变化。结论：妊娠期SIH减弱，且敲除小鼠该减弱延迟，并非习惯化所致。3.2 催乳素类激素在妊娠中期作用以降低应激性高热：逐日分析显示，对照小鼠从GD12开始出现SIH减弱，GD14较GD11显著；敲除小鼠在GD12和GD13的ΔT_core显著高于对照；GD14–17时敲除小鼠最终也减弱，与对照无显著差异。结论：Prlr信号在妊娠中期(GD12–13)对SIH减弱特别重要。3.3 妊娠期应激诱导活动不受Prlr信号影响：妊娠小鼠活动有GD主效应，但无基因型差异；非妊娠小鼠无基因型差异，但处理日(handling day, HD)对活动有显著影响，敲除小鼠在某些重复处理阶段活动降低。结论：SIH减弱并非基因型依赖性活动降低所致，可能不是全局性应激抑制，而是特异性体温调节效应。

讨论部分总结：论文指出，SIH在妊娠期特异性减弱，Prlr信号通过表达Prlr的Vglut2神经元参与其中，主要在妊娠中期发挥作用。介导该作用的配体尚未确定，可能随妊娠阶段不同而变化：早期妊娠至GD10，母体垂体分泌的催乳素可能是主要配体；妊娠中期胎盘成为催乳素类激素主要来源，胎盘催乳素浓度在妊娠后半期升高并通过Prlr作用；高胎盘催乳素抑制母体垂体催乳素分泌；晚期妊娠垂体催乳素再次激活。因此，观察到的反应主要可能受催乳素向胎盘催乳素优势转换(约GD10–12)影响。晚期妊娠可能还有其他机制，如垂体催乳素作用于Vglut2以外的神经元，或雌激素等参与。研究还观察到非妊娠雌鼠对处理应激不产生习惯化，尽管雌性通常比雄性更易习惯化；既往研究多评估应激期间SIH而非应激后效应，且采用更强应激方案。本研究独特之处在于仅20 s处理，行为上看似习惯，但生理上未习惯。未控制动情周期，动情周期激素波动可影响体温调节，但不能解释缺乏习惯化。活动数据表明，SIH减弱与基因型依赖性活动降低无关。未来需确定Prlr信号的作用机制和脑区，DMH和rMR均表达Prlr。研究局限包括交配未定时、部分小鼠处理时间较长、Prlr^lox/lox/Vglut2^Cre小鼠可能存在发育补偿、未检测重复轻度应激是否改变中枢Prlr表达等。研究结论翻译：总之，本研究证明了妊娠期用于保持母体凉爽的另一种适应性体温调节反应。该反应覆盖了对压力有益且保守的进化反应，以防御热挑战并避免对妊娠的不良后果。