MIA与Nod2缺失双重打击通过胎盘调控异常诱导子代性别特异性行为异常

《Translational Psychiatry》：Double-hit of MIA and Nod2 deficiency induces sex-specific offspring behavioral abnormalities through placental dysregulation

本研究针对神经精神疾病起源中遗传易感性与早期环境暴露交互作用机制不清的问题，聚焦母体免疫激活(MIA)与Nod2信号缺陷双重打击模型，通过多组学技术发现该双重打击可导致母体代谢紊乱、胎盘功能失调，并特异性诱导雄性后代出现社交缺陷和焦虑样行为，揭示了胎盘在介导母体环境与子代神经发育关联中的关键作用，为神经发育障碍的早期干预提供了新靶点。

　　

神经精神疾病如自闭症谱系障碍(ASD)和精神分裂症的发病机制源于遗传易感性与早期环境暴露的复杂交互作用。其中，孕期感染触发的母体免疫激活(MIA)是子代神经发育异常的重要环境风险因素，而模式识别受体Nod2(核苷酸结合寡聚化结构域包含蛋白2)信号通路在免疫调节中发挥关键作用。尽管前期研究发现MIA与Nod2缺陷在精神分裂症发病中存在交互作用，但这种双重打击影响母胎界面稳态的具体机制尚不明确。

为探究这一问题，西安交通大学第一附属医院的研究团队在《Translational Psychiatry》发表了最新研究，构建了Nod2基因敲除(Nod2^-/-)与poly(I:C)诱导MIA的双重打击小鼠模型，系统评估了母体代谢特征、胎盘发育动态和子代行为表型。研究发现双重打击对母体代谢和子代发育产生显著影响，表现为胎盘功能的性别特异性改变和雄性后代神经发育障碍易感性增加。

研究采用的主要技术方法包括：通过Nod2基因敲除小鼠与poly(I:C)诱导建立MIA模型；利用旷场实验、高架十字迷宫和三室社交测试等行为学分析评估子代神经行为表型；采用非靶向代谢组学分析母体血清代谢物；通过RNA测序技术进行胎盘和胎脑转录组分析；结合组织学染色和免疫荧光技术评估胎盘形态和功能蛋白表达。

双重打击诱导子代行为异常

研究结果显示，MIA显著增加了雌性子代的刻板行为，而雄性后代在社交和焦虑测试中表现出更明显的缺陷。特别值得注意的是，Nod2缺失与MIA的双重打击使雄性后代出现加重的社交缺陷并伴有明显的焦虑样行为，表明Nod2缺陷会协同加剧MIA的不良后果，且这种协同作用在雄性后代中特别显著。

母体代谢紊乱

母体体重监测发现，双重打击组母鼠在干预后48小时体重显著增加，提示代谢稳态失调。代谢组学分析进一步证实，MIA在Nod2缺陷背景下显著扰乱血清代谢组，鉴定出262种差异代谢物，主要涉及氨基酸生物合成、逆行内源性大麻素信号传导等通路，表明Nod2缺陷独特地重编程了MIA应答代谢网络。

胎盘结构破坏

作为母胎相互作用的主要场所，胎盘功能状态与胎儿生长动态密切相关。研究发现双重打击组在E14.5时胎盘效率(胎儿-胎盘重量比)显著降低，HE染色显示迷路区/总面积比减少和血窦数量减少。同时，血管生成标志物CD31和螺旋动脉重塑标志物CK7的表达下调，表明双重打击通过影响内皮发育和血管生成破坏胎盘功能。

胎盘转录组性别差异

性别分层转录组分析显示，双重打击雄性胎盘有789个差异表达基因(DEG)，雌性有406个DEG，其中208个为共享DEG。值得注意的是，神经发育相关基因(Cttnbp2、Sv2a和Cbln1)在雄性中下调而在雌性中上调。雄性特异性DEG富集于对外部刺激应答和离子运输的正调控，而雌性特异性DEG则富集于阴离子和脂质运输通路，表明雌性胎盘可能通过代谢适应缓冲环境压力。

胎脑转录组变化

胎脑转录组分析发现雄性胎脑中有284个性别依赖性DEG，其中神经发育关键调控基因(Neurod2、Neurod6和Nfib)下调。通路富集分析显示雄性胎脑中端脑发育和认知相关通路显著下调，与其更严重的行为损伤一致。

研究结论表明，MIA与Nod2缺陷的双重打击通过破坏母体代谢稳态和胎盘功能，特别是抑制雄性胎盘的先天免疫通路和神经发育相关基因表达，导致子代出现性别特异性的神经发育异常。这一发现不仅揭示了胎盘在介导母体环境与子代神经发育关联中的核心作用，也为神经发育障碍的早期预防提供了新思路，提示通过调节母体免疫代谢稳态可能成为预防神经发育障碍的有效策略。

研究的创新之处在于整合了母体代谢、胎盘和胎儿发育及子代行为的多层次数据，系统阐明了Nod2缺陷与MIA双重打击如何通过胎盘介导机制破坏神经发育。未来研究可通过干预策略进一步验证胎盘功能障碍与子代大脑发育的因果关系，并深入探索包括肠道微生物群改变在内的更广泛调控网络，为开发性别特异性预防策略提供理论基础。