近日，上?？萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院沈偉課題組在國(guó)際期刊《細(xì)胞研究》（Cell Research）發(fā)表了題為” Heat Acclimation in Mice Requires Preoptic BDNF Neurons and Postsynaptic Potentiation”（小鼠依賴(lài)于下丘腦視前區(qū)BDNF神經(jīng)元和突觸后增強(qiáng)的高溫習(xí)服機(jī)制）的研究論文，揭示了長(zhǎng)期熱適應(yīng)（高溫習(xí)服，Heat Acclimation）的神經(jīng)環(huán)路與分子機(jī)制，為應(yīng)對(duì)高溫環(huán)境提供了新的科學(xué)依據(jù)和潛在干預(yù)策略。
在全球氣候變暖的嚴(yán)峻形勢(shì)下，高溫習(xí)服對(duì)于提高個(gè)體在高溫環(huán)境下的生存能力至關(guān)重要。高溫習(xí)服是指生物體在反復(fù)暴露于高溫環(huán)境后，通過(guò)生理和生化適應(yīng)機(jī)制增強(qiáng)對(duì)熱應(yīng)激的耐受性。這一過(guò)程不僅能改善心血管功能、提升運(yùn)動(dòng)性能，還能有效減輕熱應(yīng)激引發(fā)的焦慮和不適，對(duì)于保障人類(lèi)健康和提高工作效率具有重要意義。
盡管高溫習(xí)服在人類(lèi)研究中已有廣泛應(yīng)用，但其背后的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制尚未完全闡明，尤其是具體的神經(jīng)環(huán)路和分子信號(hào)如何調(diào)控高溫適應(yīng)過(guò)程。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)10天處于高溫高濕環(huán)境（38°C，60%相對(duì)濕度）的熱暴露訓(xùn)練，不僅提高了小鼠的耐熱能力，還顯著緩解了熱應(yīng)激引發(fā)的焦慮癥狀。進(jìn)一步研究表明，這一適應(yīng)過(guò)程依賴(lài)于下丘腦視前區(qū)（medial preoptic area, MPO）中的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）神經(jīng)元。這些神經(jīng)元通過(guò)與背內(nèi)側(cè)下丘腦（DMH）和顱頂延髓蒼白質(zhì)（rRPa）的交互作用，調(diào)控體溫調(diào)節(jié)與焦慮情緒，從而實(shí)現(xiàn)高溫習(xí)服的多重效果。
此外，研究進(jìn)一步揭示了高溫習(xí)服背后的分子機(jī)制。小鼠經(jīng)歷高溫習(xí)服后，視前區(qū)中BDNF的表達(dá)水平顯著增加。通過(guò)其受體TrkB（tropomyosin-related kinase B），BDNF在DMH中增強(qiáng)了視前區(qū)與DMH之間的興奮性突觸連接。這種突觸后增強(qiáng)不僅強(qiáng)化了體溫調(diào)控，還發(fā)揮了抗焦慮效應(yīng)，為高溫習(xí)服的生理學(xué)效應(yīng)提供了分子基礎(chǔ)。
隨著極端氣候事件的頻發(fā)，這項(xiàng)研究不僅深化了我們對(duì)生物如何適應(yīng)環(huán)境變化的認(rèn)識(shí)，還為人類(lèi)應(yīng)對(duì)熱浪提供了潛在解決方案。它為制定高溫適應(yīng)訓(xùn)練提供了神經(jīng)生物學(xué)上的精準(zhǔn)靶點(diǎn)，對(duì)建筑工人、運(yùn)動(dòng)員等在高溫環(huán)境中的適應(yīng)能力和工作效率提升具有重要價(jià)值，同時(shí)也為未來(lái)的熱保護(hù)與干預(yù)策略提供了科學(xué)指導(dǎo)。這些機(jī)制的探索對(duì)于深化對(duì)高溫習(xí)服的理解、優(yōu)化高溫習(xí)服策略具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。
上?？萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2022級(jí)博士生陳寶婷及2020屆博士畢業(yè)生高翠翠為該論文的共同第一作者，上?？萍即髮W(xué)免疫化學(xué)研究所助理研究員楊文、上?？萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理研究員孫紅彬和沈偉教授為共同通訊作者。上?？萍即髮W(xué)為第一完成單位。
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