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气候变化正在推动高温事件变得更加频繁且更加严重，然而，生物体如何在发育过程中预判并适应热胁迫的机制仍知之甚少。在斑胸草雀（Taeniopygia guttata）中，暴露于极端高温的亲鸟会在孵化后期发出特异性的“热叫声” vocalization，这会触发子代产生适应性的表型响应，包括生长、体温调节和繁殖成功的改变。近期的转录组分析表明，产前热叫声暴露会诱导下丘脑基因表达发生变化，且这些变化富集于非神经元细胞群体中，但细胞异质性使得哪些细胞类型是主要靶标以及声学编程背后的调控机制仍不清楚。在本研究中，我们采用单核多组学测序，构建了斑胸草雀胚胎晚期下丘脑中具有细胞类型分辨率的基因表达与染色质可及性图谱。我们发现，热叫声暴露选择性地重塑了星形胶质细胞的调控图谱，大多数对播放刺激有响应的染色质变化定位于星形胶质细胞等胶质细胞群体中，这对以神经元为中心的发育编程模型提出了挑战。基序富集和基因调控网络分析显示，Nuclear Factor I-C、AP-1 以及 Notch 通路组分——这些均为胶质发生转换的经典驱动因子——共同协调了这一响应。染色质共可及性分析揭示，在发育信号枢纽处存在广泛的星形胶质细胞特异性增强子—启动子重连，而拟时序分析则识别出与处理条件相关的发育轨迹偏移以及星形胶质细胞基因表达动态变化，这与胶质发生程序被改变相一致。与此同时，我们还鉴定出室旁核谷氨酸能神经元中甲状腺素运载蛋白在性别上的二态性调控，这将声学编程与甲状腺依赖性的神经内分泌通路联系起来。这些发现表明，产前声学经验可激活星形胶质细胞选择性的表观遗传预激以及神经内分泌转录响应，从而可能在预测的热环境条件下重塑下丘脑的发育程序。
气候变化正在推动高温事件发生得更加频繁且更加严重，然而，生物体预期并适应热胁迫的发育机制仍然知之甚少。在斑胸草雀（Taeniopygia guttata）中，暴露于极端高温的亲鸟会在孵化后期发出特异性的“热叫声”声信号，从而在后代中触发适应性的表型响应，包括生长、体温调节和繁殖成功的改变。近期的转录组分析表明，产前热叫声暴露会诱导下丘脑基因表达变化，且这些变化富集于非神经元细胞群体；然而，细胞异质性掩盖了哪些细胞类型是主要靶标，以及声学编程所依据的调控机制。
在此，我们采用单核多组学测序，构建了斑胸草雀胚胎晚期下丘脑中具有细胞类型分辨率的基因表达与染色质可及性图谱。我们发现，热叫声暴露选择性地重塑了星形胶质细胞的调控图景，大多数对回放刺激有响应的染色质变化定位于星形胶质细胞等胶质细胞群体中，这对以神经元为中心的发育编程模型提出了挑战。基序富集分析和基因调控网络分析显示，Nuclear Factor I-C、AP-1 和 Notch 通路组分——这些均为胶质发生转换的经典驱动因子——共同协调了这一响应。染色质共可及性分析揭示，在发育信号枢纽位点，星形胶质细胞特异性的增强子—启动子重连现象广泛存在；伪时序分析则识别出与处理条件相关的发育轨迹偏移以及星形胶质细胞基因表达动态的变化，这与胶质发生程序被改变相一致。与此同时，我们还鉴定出室旁核谷氨酸能神经元中甲状腺素运载蛋白的性别二态性调控，将声学编程与甲状腺依赖性的神经内分泌通路联系起来。这些发现表明，产前声学经验可激活星形胶质细胞选择性的表观遗传预设和神经内分泌转录响应，进而可能在预测的热环境条件下重塑下丘脑发育程序。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729058v1?rss=1
🏷️ 多组学分析 产前声学编程 下丘脑发育 星形胶质细胞 神经内分泌 表观遗传调控