在交配前给未生育过的C57BL/6N小鼠接种Mycobacterium vaccae ATCC 15483T菌株，可以保护其雄性后代免受产前压力的负面影响

《Bone Reports》：Mycobacterium vaccae ATCC 15483T administered to nulliparous C57BL/6N mice prior to mating protects their male offspring against the negative consequences of prenatal stress

本研究的中文摘要为：对孕鼠进行热灭活M. vaccae ATCC 15483的反复灌胃可代际保护雄性子代免受孕期压力导致的免疫过度反应和骨骼代谢异常。

　　本研究探讨了母体在怀孕前接受重复的口服热灭活的非结核分枝杆菌（NTM）——具体为*Mycobacterium vaccae* ATCC 15483^T^，对后代免疫系统和骨骼系统健康的影响。研究结果表明，这种干预在跨代传递中对雄性后代具有保护作用，能够减轻母体孕期压力（PS）对免疫功能和骨骼代谢的负面影响。然而，对雌性后代的保护效果则不那么明确，因为PS对雌性后代的影响较为不稳定。整体来看，研究结果支持了这样一个观点：通过特定方式引入免疫调节微生物，可以在一定程度上预防由于母体压力引起的后代健康问题。

### 研究背景与意义

在哺乳动物中，怀孕期间的神经内分泌、行为和免疫系统都会经历显著的适应性变化，这些变化对于胎儿的健康发育至关重要。然而，孕期中的负面环境因素，如慢性压力，可能会对胎儿的免疫系统和骨骼发育造成不利影响。这些影响不仅限于胎儿本身，还可能在出生后持续存在，甚至在几代中传递。因此，理解并干预这些影响，对于提高后代健康水平具有重要意义。

在以往的研究中，科学家们发现，重复给予热灭活的*M. vaccae* NCTC 11659（一种具有免疫调节特性的土壤微生物）能够有效减少肠道菌群的紊乱、增强调节性T细胞（Tregs）的比例、防止压力引起的肠道炎症和神经炎症等。此外，也有临床研究指出，怀孕期间接触具有免疫调节功能的微生物，可以对婴儿的健康产生积极影响，例如降低压力相关疾病的风险。基于这些研究，本研究进一步探讨了*M. vaccae* ATCC 15483^T^是否具有类似的保护作用，并通过跨代实验验证了这一假设。

### 实验设计与方法

本研究涉及三个实验，均使用C57BL/6N小鼠作为实验对象。实验分为两个主要部分：实验1和实验2，分别用于评估免疫系统和骨骼代谢的变化，而实验3则用于评估脾脏IgG表达的变化。在实验1和实验2中，研究人员对雌性小鼠在怀孕前进行重复的口服给药，随后将这些小鼠与雄性小鼠交配，观察其后代（特别是雄性后代）在出生后的健康状况。

在实验过程中，研究人员对小鼠进行了多方面的测试，包括行为测试（如开放场测试、社交偏好测试、高架十字迷宫测试、糖水偏好测试和强迫游泳测试）以及生理和免疫学指标的评估。这些指标包括皮质酮（CORT）水平、脾脏IgG表达、骨代谢参数（如骨体积/组织体积比、骨小梁组织矿化密度、骨小梁厚度、骨小梁数量和骨小梁分离度）等。实验中还采用了μCT扫描和数字测量工具，以精确评估骨骼结构的变化。

为了确保实验的准确性和可重复性，所有实验均遵循了动物实验的伦理规范，包括使用标准化的饲养条件、尽可能减少动物使用数量以及避免不必要的痛苦。此外，实验数据的统计分析采用了多种方法，如双因素方差分析（ANOVA）和非参数检验（如曼-惠特尼U检验），以确保结果的科学性和可靠性。

### 实验结果

在实验1中，研究人员发现，接受母体压力（PS）的雄性后代相较于未接受压力的雄性后代，表现出更高的脾脏IgG表达水平、更高的LPS反应性和更高的白细胞趋化活性。这些变化表明，PS可能导致免疫系统的过度反应和慢性低度炎症，进而影响后代的免疫功能和骨骼代谢。然而，在接受*M. vaccae* ATCC 15483^T^处理的母体所生的雄性后代中，这些负面效应被显著减轻。具体来说，这些雄性后代的骨代谢参数（如骨体积/组织体积比、骨小梁组织矿化密度、骨小梁厚度和骨小梁数量）均未出现PS引起的显著变化。

在实验2中，研究人员进一步评估了*M. vaccae* ATCC 15483^T^对免疫系统和骨骼代谢的影响。结果显示，PS对雄性后代的免疫功能有显著影响，如增加了LPS刺激后的脾细胞活性，但*M. vaccae* ATCC 15483^T^处理的母体所生的雄性后代表现出较低的LPS反应性，这表明该微生物可能在一定程度上调节了免疫系统的反应。此外，PS对骨骼代谢的影响在实验2中未表现出来，这可能意味着PS对骨骼的影响具有一定的短暂性或需要更复杂的应激环境才能显现。

在实验3中，研究人员发现，*M. vaccae* ATCC 15483^T^处理的母体所生的雄性后代的脾脏IgG表达水平并未出现显著差异，这表明该微生物对IgG表达的影响可能具有一定的局限性，或者需要更长的观察时间才能显现。此外，PS对雌性后代的影响并不一致，这使得研究结果在解释上存在一定的挑战。

### 讨论与分析

本研究的主要发现是，*M. vaccae* ATCC 15483^T^在跨代实验中对雄性后代的免疫系统和骨骼代谢具有显著的保护作用。这种保护作用可能与该微生物对肠道屏障功能的调节有关，从而减少了细菌的跨膜转移，减轻了免疫系统的过度激活。此外，研究还发现，PS对雄性后代的骨骼代谢有显著影响，如导致骨体积减少和骨小梁结构破坏，而*M. vaccae* ATCC 15483^T^的干预则有效缓解了这些变化。

然而，PS对雌性后代的影响并不一致，这可能与雌性后代的免疫系统和骨骼代谢的适应性不同有关。例如，某些研究表明，PS可能在雌性后代中引起社交行为的改变，但这些改变并不总是显著或一致。因此，研究结果在解释上需要更多的关注，特别是关于*M. vaccae* ATCC 15483^T^对雌性后代的保护作用是否具有普遍性。

此外，研究还发现，PS对雄性后代的行为影响显著，如减少了开放场测试中的活动距离、降低了社交偏好测试中的社交互动时间等。这些行为变化可能与PS引起的免疫系统激活有关，而*M. vaccae* ATCC 15483^T^的干预则在一定程度上减轻了这些行为问题。然而，由于PS对雌性后代的行为影响不一致，研究结果在解释上存在一定的困难。

### 研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了关于*M. vaccae* ATCC 15483^T^对雄性后代免疫系统和骨骼代谢的保护作用的重要证据，但研究结果仍然存在一定的局限性。例如，实验中对雌性后代的保护作用尚未得到充分验证，这可能是因为PS对雌性后代的影响较为复杂或不一致。此外，研究中的行为测试可能未能全面反映PS对后代行为的长期影响，因此未来的研究需要采用更敏感的行为测试方法，以进一步探讨*M. vaccae* ATCC 15483^T^对后代行为的影响。

另一个需要关注的方面是，研究中对免疫系统的分析主要集中在脾脏IgG表达和LPS反应性上，而其他免疫细胞（如T细胞、B细胞等）的作用尚未得到充分探讨。因此，未来的研究可以进一步分析这些免疫细胞在PS和*M. vaccae* ATCC 15483^T^干预下的变化，以更全面地理解其作用机制。

此外，研究中对肠道菌群的变化也未进行详细分析，这可能影响对PS和*M. vaccae* ATCC 15483^T^干预之间关系的理解。因此，未来的研究可以结合肠道菌群分析，以探讨*M. vaccae* ATCC 15483^T^如何通过调节肠道菌群来影响后代的健康。

### 结论

综上所述，本研究的发现表明，*M. vaccae* ATCC 15483^T^在跨代实验中对雄性后代的免疫系统和骨骼代谢具有显著的保护作用。这为未来开发基于免疫调节的干预措施提供了新的思路，尤其是在预防和治疗由于母体压力引起的后代健康问题方面。然而，研究结果也提示，PS对雌性后代的影响可能更为复杂，需要进一步的研究来明确其机制。此外，未来的研究可以探索*M. vaccae* ATCC 15483^T^对其他免疫细胞和肠道菌群的作用，以更全面地理解其对后代健康的影响。