Nat neurosci丨热适应新发现：大脑如何帮助我们应对高温挑战？
Nat neurosci丨热适应新发现：大脑如何帮助我们应对高温挑战？
热适应是一种帮助生物体在环境温度升高时维持生存的适应性过程，但其具体机制一直是个谜。近日，德国海德堡大学研究团队在Nature Neuroscience杂志发表最新研究成果，揭示了下丘脑中特定神经元群体在热适应过程中的关键作用。
2024年12月9日，德国海德堡大学药理学研究所Jan Siemens研究团队在Nature neuroscience杂志发表文章“Thermally induced neuronal plasticity in the hypothalamus mediates heat tolerance”，揭示了下丘脑中由热诱导的神经可塑性介导了热耐受性。
研究团队发现，在小鼠下丘脑视前区（POA）中存在一组特定的神经元，这些神经元在热适应过程中的活动逐渐增加，是小鼠获得热耐受性的关键。在未经过热适应的小鼠中，通过外侧臂旁核（parabrachial nucleus）的外周热感受路径激活POA神经元，可以介导急性热防御反应。研究表明，POA中的一组特定神经元在长期热暴露后获得了细胞自主的热敏感性，这一变化独立于外周热感受输入，并通过增加钠泄漏电流和利用NaV1.3通道来实现。
研究团队进一步发现，下丘脑腹内侧视前区（VMPO）中表达LepR基因的神经元在热适应过程中表现出显著的活动变化。在热适应4天后，这些神经元的持续活动开始增加，并在4周内达到最大值。即使在小鼠回到正常环境温度后，这些神经元的活动水平也能在7天内回落到基线水平，但存在一种“适应记忆”：当小鼠再次被放置在高温环境中时，这些神经元的活动水平能迅速恢复到适应状态。
研究团队还通过光遗传学方法证实，持续、长期激活这些神经元可以模拟热适应过程，提高小鼠的热耐受性。这种由电压门控钠通道介导的细胞可塑性形式，能够显著提高小鼠在高温环境中的生存能力。
这项研究揭示了下丘脑中特定神经元群体在热适应和热耐受性中的作用，为理解生物体如何应对环境温度变化提供了新的视角。研究结果不仅有助于我们更好地理解热适应机制，还为开发应对高温环境的干预措施提供了新的思路。