Chronic prenatal corticosterone exposure alters postpartum maternal behavior and shapes sex-specific offspring outcomes

技術要約：慢性的な胎生期コルチコステロン曝露は、産後の母性行動を変化させ、性差のある次世代への影響を形成する

問題提起
胎生期の母体ストレスは、次世代における心血管代謝機能不全や精神疾患のリスク増加に関連する、広く見られる現象である。「胎児プログラミング」という概念は、胎生期のストレスが次世代の発達を変化させることを示唆しているが、その具体的なメカニズムは依然として不明である。母体のグルココルチコイド（齧歯類におけるコルチコステロン）が重要な役割を果たしており、胎盤酵素（胎児を保護する役割を持つもの）を抑制するか、あるいは産後の母性の環境を変化させている可能性があるという仮説が立てられている。しかし、直接的な胎児プログラミングの効果と、変化した育児行動によって媒介される間接的な効果を区別することは困難である。本研究は、胎生期に高レベルの母体コルチコステロンに曝露された次世代に見られる長期的な行動および神経生物学的な変化は、少なくとも部分的には母性の育児行動によって媒介されているという仮説を検証することを目的としている。

方法論
本研究では、C57BL/6Jマウスを用い、海馬および皮質の神経発生における感受性期間である妊娠後期（妊娠日数12〜18日目）に焦点を当てた。

• 胎生期曝露： 妊娠マウスに対し、GD12からGD18まで、コルチコステロン（20 mg/kg）または溶媒（セサミオイル）を毎日皮下注射した。
• 母体の評価： 母体に対し、生理学的パラメータ（体重、食物・水分摂取量）、不安様行動（オープンフィールド試験）、および食欲に関連する母性行動（仔の回収、毛づくろい、臭好性）を、産後日数（PND）9〜18日にわたりモニタリングした。
• 次世代の評価： 次世代については、思春期（PND 33–36）および成体において、別個のコホートを用いて評価を行った。行動アッセイには、オープンフィールド探索、新規物体認識、および高架式十字迷路を用いた。生理学的指標には、血清コルチコステロン値を用いた。
• クロスフォスタリング（架け替え飼育）： 胎児プログラミングと産後のケアを区別するため、仔マウスを、車両投与群（コントロール）の母体とC-CORT投与群の母体の間で、出生後24時間以内に交換した。
• 神経生物学的解析： 蛍光 in situ ハイブリダイゼーション（FISH）を用い、特定の脳領域（母体の側坐核周辺部Ucn3ニューロン、および次世代の背側海馬）におけるミネラルコルチコイド受容体（MR）、グルココルチコイド受容体（GR）、および副腎皮質刺激ホルモン放出因子受容体1（CRFR1）の発現量を定量化した。

主な結果

• 母体への影響： 慢性的な胎生期コルチコステロン投与（C-CORT）を受けた母体は、不安様行動の増加（オープンフィールドにおける中央滞在時間の減少）および離乳時（PND 22）の血中コルチコステロン値の上昇を示した（治療期間中は一時的に減少したものの）。行動面では、C-CORT投与群の母体は、仔の回収の遅延、仔に対する調査時間の増加、および雌の仔の臭いに対する雄の仔の臭いよりも高い選択性を示した。神経生物学的には、これらの母体は、側坐核周辺部のUcn3発現ニューロンにおけるミネラルコルチコステロン受容体（MR）の発現増加を示した。
• 次世代への影響（思春期 vs 成体）：
  • 思春期： C-CORT投与群の母体から生まれた雌の次世代は、コントロールと比較して新規物体認識能力が向上したが、雄には影響が見られなかった。
  • 成体： C-CORT投与群の母体から生まれた成体の雌は、不動性の増加およびオープンフィールドでの運動量減少を特徴とする抑うつ様表現型を示した。また、彼女らは典型的な雌に見られる基底血中コルチコステロンの上昇を欠いており、海馬（特にCA1）におけるCRFR1の発現上昇を示した。雄の次世代については、検討した時点において、これらの指標に関する影響はほとんど見られなかった。
• クロスフォスターリングの結果：
  • 正常化： クロスフォスターリングにより、成体の雌で見られた不動性の増加、基底コルチコステロン値、および海馬のCRFR1発現は正常化された。これは、これらの結果が産後の母性環境に強く依存していることを示唆している。
  • 持続性： しかし、クロスフォスターリングを行っても、成体雌における活動低下（移動速度および移動距離の減少）は改善されなかった。これは、胎内曝露と産後のケアが異なる影響を及ぼしていることを示している。
  • 雄の不安： C-CORT投与群の母体によって育てられた雄の次世代は（胎生期の曝露に関わらず）不安様行動の増加を示し、産後の母性環境における性差のある影響を浮き彫りにした。

意義および主張
著者らは、胎児プログラミングと産後の母性環境の両方が、次世代の性差のある神経生物学的、内分泌学的、および行動学的結果に寄与すると結論付けている。本研究は、過剰な母体コルチコステロンへの胎生期曝露が、母体の生理および行動に長期的な変化をもたらし、それがひいてに次世代の発達を形作るという証拠を提供している。具体的には、本論文は、胎生期C-CORT曝露が成体の次世代に及ぼす特定の性差のある影響（特に抑うつ様行動、基底ストレスホルモン、および海馬CRFR1発現に関連するもの）は、母性のケアによって調整されると主張している。対照的に、運動量の減少といった他の影響は、直接的な胎児プログラミングによって引き起こされていると考えられる。これらの知見は、胎生期のストレスによる長期的な帰結を評価する際、産後のケアリング環境を考慮する必要性を強調するものである。