女性孕期大脑或会缩小？植入年轻卵泡，老年小鼠的卵母细胞发育更好了；孤独不会让人直接生病，但不容小觑 | 一周论文新鲜读

9.16

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的最新发表，我们为您精选呈现。

1. 研究怀孕相关的大脑变化

2. 重新审视拉帕努伊人口史

3. 重新评估孤独与疾病的关联

4. 模拟未来20年的极端气温和降雨

5. 全球城市尺度的大块塑料污染清单

6. 年轻卵泡或有助老年小鼠卵母细胞发育

7. 分析毛皮动物疾病传播的威胁

8. 意外发现果蝇身上的拟寄生黄蜂新种

神经科学 | 研究怀孕相关的大脑变化

Neuroanatomical changes observed over the course of a human pregnancy

Nature Neuroscience

《自然-神经科学》发表的一项研究发现，人类的大脑区域可能会在怀孕期间缩小，但连接性会变得更好，只有少数脑区在成为母亲的转变中保持不变。研究结果基于对一位母亲的脑扫描，或是关于人类妊娠前中后期神经解剖学变化的最早完整图谱之一。

近85%的女性在一生中至少怀孕一次，每年有1.4亿女性怀孕。已知妊娠会导致身体发生生理学变化，但相应的神经变化却并不清晰。

美国加州大学圣塔芭芭拉分校的Laura Pritschet和同事分析了一名38岁健康女性怀孕相关的大脑变化。他们一共开展了26次核磁共振（MRI）扫描和血液评估，采样周期从孕前3周（4次扫描）到孕期3个阶段（15次扫描）再到产后2年（7次扫描）。这些脑扫描与8名对照个体的大脑变化进行了对比。作者在孕期第9周发现了皮质体积和厚度的大面积减少，尤其是与社会认知相关的如默认模式网络这类区域。他们还发现白质微结构、心室容积和脑脊液的增加。这些改变被发现与雌二醇和黄体酮水平上升有关，有些变化持续至产后。这其中的部分变化在产后2年依然存在，包括皮质体积和厚度减少，其他改变则在产后2个月左右恢复至产前类似水平。

尽管仍需进一步研究妊娠对大脑的更长期影响，以及这些大脑变化在更大人群中的一致性，但研究结果增进了我们对妊娠相关神经变化的理解。作者认为，这些结果对围产期精神健康（比如与先兆子痫或水肿相关的神经影响）、育儿行为和大脑衰老也有潜在意义。

基因组学 | 重新审视拉帕努伊人口史

Ancient Rapanui genomes reveal resilience and pre-European contact with the Americas

Nature

《自然》的一篇论文报道，拉帕努伊岛（Rapa Nui）的古代人口衰退不太可能是由一次自身造成的人口崩溃事件导致的，从而推翻了充满争议的“生态自杀”理论。研究结果为该岛人口史提供了新知。

拉帕努伊岛（曾被称为复活节岛）是世界上最遥远的有人定居的地点之一，距南美洲西部约3700千米，距离最近的有人居住的岛屿以东超过1900千米。这个岛的人口史有两个存在争议的关键特征：拉帕努伊人口是否在17世纪（在1860年代秘鲁奴隶入侵以及1722年欧洲人抵达之前）对当地资源过度开发之后崩溃，以及拉帕努伊人（拉帕努伊岛的居民）与美洲原住民之间是否有跨太平洋的接触。

通过与当前的拉帕努伊社群紧密合作，丹麦哥本哈根大学的J. Victor Moreno-Mayar、瑞士洛桑大学的Anna-Sapfo Malaspinas和同事研究了15名古代居民的基因组，这些人在过去500年中曾生活在这个岛上。作者没有发现与17世纪的一次崩溃事件相当的遗传学瓶颈的证据。他们的分析显示，这个岛屿上曾生活着一小群人，人口规模一直在稳步扩大，直到1860年代，秘鲁奴隶突袭让岛上的人口减少了1/3。

分析还显示，与当今的拉帕努伊人类似，古代居民也有美洲原住民的DNA。他们计算出这种混合可能发生在公元1250年至1430年的某个时间点。结合考古学证据和口述历史，这些结果显示波利尼西亚人可能早在欧洲人抵达拉帕努伊岛之前以及哥伦布抵达美洲之前就横跨了太平洋。

这些基因组数据现将用于鉴定和送回部分遗失的祖先遗骸。这篇论文不仅讲述了一个关于古代人口恢复力的故事，也体现了研究的敏锐性。

健康 | 重新评估孤独与疾病的关联

Observational and genetic evidence disagree on the association between loneliness and risk of multiple diseases

Nature Human Behaviour

《自然-人类行为》发表的一项覆盖逾40万名受试者的遗传学研究发现，孤独可能不是疾病的直接原因。但研究结果显示，管理与孤独相关的风险因素或许仍能改善长期健康结果。

孤独是对社会脱离的主观感受，被发现与大量健康问题有关，如抑郁、糖尿病和心血管疾病。理解这其中的关系对于开发有效的干预措施很重要，虽然之前的研究记录了一些相关性，但对大部分疾病而言，这种关联和潜在的因果关系尚不明确。

中国广州医科大学的张继辉和同事分析了英国生物银行（UK Biobank）在中位数12.2年的随访时间里对47.61万名受试者采集的数据。观察分析研究了孤独与14个疾病种类共56种疾病的相关性。观察结果显示，孤独可能与14个疾病种类中的13类、56种疾病中的30种的风险增加有关。与孤独相关性最强的疾病为创伤后应激障碍、抑郁、焦虑、精神分裂和慢性阻塞性肺病。在与孤独相关的这30种疾病中，26种疾病有可供进一步分析的遗传学数据。这些遗传学分析显示，孤独与这26种疾病中的20种为非因果关系，包括心血管疾病、2型糖尿病和慢性肝病。作者指出，这或许表明孤独是一个替代标志物，或能预测患者中的这类疾病，而不是作为这些疾病的直接病因。

这些结果表明，必须应对与孤独有关的风险因素——如不健康的行为和共病，从而改善健康结果。作者还表示，仍需开展进一步研究探索孤独与疾病的关联机制，并覆盖多样性更丰富的受试者样本。

气候变化 | 模拟未来20年的极端气温和降雨

Strong regional trends in extreme weather over the next two decades under high- and low-emissions pathways

Nature Geoscience

根据《自然-地球科学》发表的一项建模研究，在高排放场景下，未来20年里全球70%的人口可能都会经历极端温度和降雨的快速变化。作者认为，如果实行有力的缓解措施减少温室气体排放（SSP1-2.6），这个受影响比例预计将减少至全球人口的20%。

持续的气候变暖正在影响极端天气，未来预计许多区域将会经历更为剧烈的热浪和降雨事件。过去的研究集中在极端天气变化的预测幅度上，较少关注变化率。但理解极端事件的变化率很重要，因为其影响取决于社会适应变化条件的能力。

挪威国际气候与环境研究中心的Carley Iles和同事使用大型气候模型模拟集合，研究了极端降雨和气温预计在未来20年的变化率。他们估计，在高排放场景下（SSP5-8.5），大部分热带和亚热带地区（包含了70%的全球人口）未来20年预计将经历较高的极端气候和降雨变化率。在有力缓解排放的场景下（SSP1-2.6），即全球温室气体大幅减少的情况下，他们估计受这些趋势影响的全球人口将减少至20%。Iles和同事指出，世界大多数地方都会经历工业革命前时期不太可能发生的气温变化趋势。北方高纬度、亚洲南部和东部以及赤道非洲也会经历急速的降水变化。

作者总结说，他们的发现是基于模型得到的，但他们强调这些结果表明需继续采取缓解和恰当的适应举措，来限制未来20年气候变化带来的潜在风险。

环境科学 | 全球城市尺度的大块塑料污染清单

A local-to-global emissions inventory of macroplastic pollution

Nature

《自然》发表的一个城市尺度的大块塑料污染综合清单，揭示出全球50000多个城市的塑料废弃物污染热点。这些发现对塑料污染的性质、程度和原因提供了见解，或有助于制定国家和次国家战略来消除我们环境中的塑料。

塑料污染是一项紧迫的全球性挑战，由于其在环境中存在的持久性和对生态系统、社会的负面影响，需要立即采取行动。一份全球塑料污染清单有助于理解这个问题的程度，为有效干预提供证据基础。传统模型通常使用国家尺度的数据，但来自次国家尺度分析的信息有限。

为应对这一问题，英国利兹大学的Costas Velis和同事利用各种废弃物管理系统的数据、机器学习和物质流分析，建立了一个大块塑料污染清单，来理解塑料污染最终去了哪里以及它们是如何抵达那些地方的。他们在城市水平上量化和监测了全球50702个城市的塑料污染。基于得到的结果，研究者估计，每年有5210万公吨的大块塑料被排放到环境中，大约57%被露天焚烧，43%是未经焚烧的碎片。丢弃垃圾是全球北方塑料污染的最大来源，而未收集的废弃物则是全球南方的主要来源。结果还表明，塑料污染排放在南亚、撒哈拉以南非洲和东南亚最高。印度已成为塑料废弃物的最大排放者，几乎占全球塑料排放量的1/5。

作者认为，这些发现增进了我们对大块塑料产生和运输的理解，或能提供证据来更全面评估可能的干预手段，制定更具针对性和可行的战略，以应对塑料污染。

发育生物学 | 年轻卵泡或有助老年小鼠卵母细胞发育

Rejuvenation of aged oocyte through exposure to young follicular microenvironment

Nature Aging

根据《自然-衰老》的一项研究，植入年轻小鼠的卵泡，或可提高老年小鼠卵母细胞的发育潜力。这项研究凸显出卵泡微环境在卵巢衰老中的重要性。

卵母细胞（未成熟的卵细胞）在被称为卵泡的体细胞包裹中生长和成熟。卵泡细胞与卵母细胞直接接触，为卵母细胞的发育提供重要的营养和支持。在衰老过程中，卵母细胞的数量和质量都会下降。尽管辅助生殖技术（如冷冻保存年轻卵母细胞）很有用，但还没有临床上可行的策略来恢复老龄卵母细胞的发育潜力。

新加坡国立大学的李戎和同事通过开发一个名为三维重组嵌合卵泡的培养系统，在小鼠模型中评估了卵泡微环境对卵母细胞衰老的影响。他们将一个衰老的卵母细胞植入一个来自年轻小鼠的受体卵泡——该卵泡自身的卵母细胞被移除，以探索是否能重新建立自然的交流。他们发现，在年轻小鼠卵泡中培养的老龄小鼠卵母细胞的发育潜力有所提高。这些年轻卵泡培养的衰老卵母细胞在成熟过程中与体细胞的相互作用增强，线粒体功能改善，染色体分离也更好。

这项研究凸显出卵泡在卵母细胞衰老中的重要作用，为卵母细胞老化的某些方面的可逆转性提供了概念验证，或可提高衰老卵母细胞的发育潜力，有助于治疗年龄相关的不孕症。作者总结说，未来研究需评估这些发现是否能拓展到人类。

公共卫生 | 分析毛皮动物疾病传播的威胁

Farmed fur animals harbour viruses with zoonotic spillover potential

Nature

《自然》发表的一项研究显示，毛皮动物可能是新发传染病的储存库和重要传播中心。这项研究包含来自养殖毛皮动物的数据，提示应增加对这些动物的监测，以确定 物种间的潜在病毒传播路径，并鉴定出有可能传播给牲畜和人类的病毒。

病毒的跨物种传播是传染病暴发的重要驱动因素，尤其是从哺乳动物传播给人类。对养殖动物中病毒传播的研究一般更关注猪这类传统牲畜，但为毛皮需求而养殖的动物也是新发病原体的潜在储存库。比如欧洲水貂养殖场近期就报告了甲型流感病毒H5N1的暴发。

为进一步了解在毛皮养殖动物中传播的病毒，粟硕和同事对中国的461种毛皮动物（412种来自养殖，49种来自天然或人造野生环境）的组织开展了宏基因组测序。这些动物包括水貂、赤狐等，还有一些多用途养殖动物（为皮毛和其他产品养殖的动物）。

作者表征了125种病毒，其中36种为新型病毒，39种有很高的跨物种传播风险。冠状病毒和甲型流感病毒也在被发现的病毒中。有证据显示宿主跳跃频繁的病毒包括11种人兽共患病毒（已在人类中发现）和15种跨目病毒（人类中未发现但在两种或以上哺乳动物目中发现）。貉被证明携带了最多的潜在高风险病毒物种（10种），豚鼠、兔和北极狐也被认为是有潜在风险的宿主。

今后需要对这些动物进行更广泛和规律的监测，以评估毛皮动物养殖对公共卫生的可能风险。

动物学 | 意外发现果蝇身上的拟寄生黄蜂新种

Drosophila are hosts to the first described parasitoid wasp of adult flies

Nature

《自然》发表的一项研究描述了一个攻击并在成体果蝇（而不是幼虫阶段）中产卵的黄蜂新种。尽管果蝇一直是很重要的科研模式生物，但这是首次发现拟寄生虫黄蜂利用成体果蝇作为宿主。这一发现是团队在对当地后院捕获的果蝇进行筛查时偶然发现的，说明被大量研究的生物中依然有未报道的生物学特性，体现出对昆虫进行持续研究的价值。

拟寄生虫需要在宿主生物体内发育，它们在活体生物中产卵，这通常会导致宿主因为成体虫的出现而死亡。目前已发现约200个拟寄生黄蜂物种会攻击果蝇（Drosophila），所有这些黄蜂都会在脆弱阶段攻击它们的宿主，如幼虫或蛹阶段。迄今为止，没有研究报道过黄蜂会攻击果蝇宿主的成体阶段或在其成体体内发育。

美国密西西比州立大学的Logan Moore和同事发现了一个会侵染果蝇成体阶段的黄蜂新种。作者2023年3月在美国密西西比州后院监测野生果蝇的线虫感染时，发现了一个雄性成体Drosophila affinis的腹部里有一个拟寄生黄蜂幼虫。他们鉴定该黄蜂是名为Syntretus perlmani的新种，属于已知会侵染成体昆虫的拟寄生黄蜂的优茧蜂亚科（Euphorinae），这些黄蜂侵染的成体昆虫不特定于果蝇（Drosophila）。之前已知姬蜂茧蜂属（Syntretus）出现在北美洲，但它们的宿主一直不确定。

这次意外发现让作者得以研究这种拟寄生黄蜂新种的生活史，或能促进今后对寄生虫-宿主相互作用的研究。

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