近日，上海科技大学生命科学与技术学院沈伟课题组在国际期刊《细胞研究》（Cell Research）发表了题为” Heat Acclimation in Mice Requires Preoptic BDNF Neurons and Postsynaptic Potentiation”（小鼠依赖于下丘脑视前区BDNF神经元和突触后增强的高温习服机制）的研究论文，揭示了长期热适应（高温习服，Heat Acclimation）的神经环路与分子机制，为应对高温环境提供了新的科学依据和潜在干预策略。
在全球气候变暖的严峻形势下，高温习服对于提高个体在高温环境下的生存能力至关重要。高温习服是指生物体在反复暴露于高温环境后，通过生理和生化适应机制增强对热应激的耐受性。这一过程不仅能改善心血管功能、提升运动性能，还能有效减轻热应激引发的焦虑和不适，对于保障人类健康和提高工作效率具有重要意义。
尽管高温习服在人类研究中已有广泛应用，但其背后的神经生物学机制尚未完全阐明，尤其是具体的神经环路和分子信号如何调控高温适应过程。该团队通过小鼠实验发现，连续10天处于高温高湿环境（38°C，60%相对湿度）的热暴露训练，不仅提高了小鼠的耐热能力，还显著缓解了热应激引发的焦虑症状。进一步研究表明，这一适应过程依赖于下丘脑视前区（medial preoptic area, MPO）中的脑源性神经营养因子（BDNF）神经元。这些神经元通过与背内侧下丘脑（DMH）和颅顶延髓苍白质（rRPa）的交互作用，调控体温调节与焦虑情绪，从而实现高温习服的多重效果。
此外，研究进一步揭示了高温习服背后的分子机制。小鼠经历高温习服后，视前区中BDNF的表达水平显著增加。通过其受体TrkB（tropomyosin-related kinase B），BDNF在DMH中增强了视前区与DMH之间的兴奋性突触连接。这种突触后增强不仅强化了体温调控，还发挥了抗焦虑效应，为高温习服的生理学效应提供了分子基础。
随着极端气候事件的频发，这项研究不仅深化了我们对生物如何适应环境变化的认识，还为人类应对热浪提供了潜在解决方案。它为制定高温适应训练提供了神经生物学上的精准靶点，对建筑工人、运动员等在高温环境中的适应能力和工作效率提升具有重要价值，同时也为未来的热保护与干预策略提供了科学指导。这些机制的探索对于深化对高温习服的理解、优化高温习服策略具有重要的科学价值和应用前景。
上海科技大学生命科学与技术学院2022级博士生陈宝婷及2020届博士毕业生高翠翠为该论文的共同第一作者，上海科技大学免疫化学研究所助理研究员杨文、上海科技大学生命科学与技术学院助理研究员孙红彬和沈伟教授为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。
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