生物的繁殖是生命的基本属性之一。在繁殖期间，雌雄动物的身体会进行特化，这一过程甚至会影响大脑。有研究表明，怀孕会导致哺乳动物的多个大脑区域的重大结构变化，为母亲呵护、抚育婴儿做好准备。
此前的研究显示，成年小鼠大脑中的干细胞在整个生命过程中动态地整合和响应环境信号，例如饥饿、饱腹和怀孕状态等。然而，不同的生理状态如何动态控制不同的成体干细胞，以及按需募集干细胞与适应性大脑可塑性的功能相关性还有待完全阐明。
近日，瑞士巴塞尔大学的Fiona Doetsch教授团队在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为：Pregnancy-responsive pools of adult neural stem cells for transient neurogenesis in mothers的研究论文。
该研究发现，怀孕会重塑大脑干细胞，使母亲的嗅觉对新生儿更加灵敏。在小鼠模型上的研究显示，成年小鼠大脑中不同的干细胞库在怀孕期间被激活，产生特定类型的嗅球神经元，这些神经元为哺动物做好母亲准备并且在出生后识别自己幼崽的气味很重要。
在哺乳动物中，嗅觉和气味是识别敌我的重要依据。在一方面，动物会通过气味标记自己的领地以警示、驱赶同种个体；在另一方面，动物父母可以通过气味识别自己的后代以确保对子代的照顾和哺育。
此前的研究已经在小鼠中发现，为了维系这种亲代与子代的嗅觉纽带，雌性小鼠在怀孕期间会在大脑嗅球（处理嗅觉信息的大脑区域）中形成新的神经元，以使她能够识别自己的幼崽，并且这些新的神经元会在幼鼠出生几周后消失。
这一现象也引发了新的疑问——这些新生神经元的具体来源是什么？
成体神经干细胞（NSC）是在成年大脑内发现的未分化细胞，对终身大脑可塑性至关重要。在成年小鼠脑室-脑室下区（V-SVZ），NSC是异质的，并且可以响应不同的生理刺激产生不同亚型的嗅球中间神经元。然而，不同生理状态是否招募不同的干细胞池还尚未清楚。
在这项最新研究中，研究团队发现，在雌性小鼠中，脑室-脑室下区的成体神经干细胞会在妊娠第7天和产后第7天增殖分化，产生特定的嗅球中间神经元亚型。利用空间转录组学，研究团队鉴定了与妊娠相关的中间神经元的分子标记，并发现其中一些神经元亚群在母鼠识别自己的幼崽的过程中发挥重要作用。
与之相印证，干扰母鼠与妊娠相关的短暂性神经发生可能会导致母体行为的缺陷，进一步证实这些新生神经元在哺育后代过程中起着关键作用，它们的存在使得母鼠嗅觉对幼崽的识别更加敏感。
值得注意的是，在人类中，成体神经干细胞也存在于相同的大脑区域。尽管它们在婴儿早期之后通常不会产生嗅球神经元，但一些女性在怀孕期间报告嗅觉发生了变化。因此，类似的过程也可能发生在人类身上——休眠的干细胞可能因怀孕而被激活。
更有趣的是，这些新的神经元的产生具有显著的时间性——它们向嗅球的迁移、成熟和消亡与怀孕、分娩和子代的发育成长十分一致。这些增强亲子代嗅觉识别的神经元只是暂时需要的，当幼崽长大并独立时就会被淘汰。因此，在怀孕的雌性体内，干细胞的短暂募集使大脑为预期成为母亲的特定需求做好了准备。
总而言之，这项发表在Science的研究表明，在雌性小鼠中，怀孕状态会激活脑室-脑室下区的成体神经干细胞，并分化出嗅球中间神经元，使得雌性小鼠的嗅觉对幼崽的识别更加敏感。因此，怀孕会触发短暂但与行为相关的神经发生，突出了成体干细胞异质性的生理相关性。
这一研究结果强调了大脑的可塑性不仅仅是基于改变常驻神经元之间的突触连接，不同的成体神经干细胞库的动态和选择性募集形成特定的神经元亚型可能在大脑应对不同生活经历的能力中发挥关键作用。
