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研究针对胎儿酒精谱系障碍(FASD),发现苄达明可缓解斑马鱼胚胎乙醇致畸,为防治 FASD 提供新方向。
胎儿酒精谱系障碍(FASD),这个名字听起来或许有些陌生,但它却和许多孩子的健康息息相关。孕期饮酒,酒精能轻松穿过胎盘屏障,给发育中的胚胎带来不小的麻烦。FASD 会让孩子出现生长迟缓、面部畸形、感官缺陷,甚至学习困难和智力障碍。在美国,约 12% 的人患有终生酒精使用障碍(AUD),这使得孕期酒精暴露(PAE)的情况并不少见。而且,即便是较低剂量的酒精,也可能引发酒精相关出生缺陷(ARBD)或酒精相关神经发育障碍(ARND)。
目前研究乙醇致畸面临诸多困境。用人体研究时,剂量、暴露时间难以控制,也没有有效的治疗或预防策略。于是,斑马鱼胚胎成了研究 FASD 的热门模型。斑马鱼和人类在进化上有较高的保守性,它们体外受精、发育快、便于基因操作、繁殖力强,胚胎还透明,便于观察发育变化。
为了找到对抗乙醇致畸的方法,来自韦洛尔理工学院(Vellore Institute of Technology)的研究人员开展了一项重要研究,成果发表在《Scientific Reports》上。他们将目光投向了非甾体抗炎药(NSAIDs)苄达明。此前研究发现,苄达明能稳定氧化还原稳态,保护巨噬细胞免受乙醇侵害。研究人员想看看,它能否在斑马鱼胚胎早期发育阶段,减轻乙醇诱导的致畸作用。
研究人员用到了几种关键技术方法。在实验中,他们用二氯荧光素二乙酸酯(DCFDA)染料结合荧光成像来测量斑马鱼胚胎内活性氧(ROS)的产生;通过蛋白质定量、脂质过氧化(LPO)检测、谷胱甘肽(GSH)检测等生化分析,来评估胚胎的氧化应激状态;采用 RNA 提取及定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)技术,检测乙醇代谢酶相关基因的表达;利用组织病理学分析和吖啶橙(AO)染色,观察胚胎的组织形态变化和细胞凋亡情况 。
研究结果令人眼前一亮:
苄达明改善胚胎死亡率和畸形率 :研究人员监测了斑马鱼胚胎在不同时间点的死亡率和畸形率。1% 乙醇暴露 24 小时后,斑马鱼胚胎死亡率显著上升。共同暴露于苄达明后,起初未出现明显累积死亡率。48 小时时,5、10 和 15μM 的苄达明能显著保护胚胎,减少乙醇的毒性,但 20μM 苄达明却会降低胚胎存活率。到 96 小时,10 和 15μM 苄达明仍有保护作用,20μM 则无法挽救胚胎。
缓解乙醇诱导的发育缺陷 :在胚胎发育的不同时间点,研究人员观察到乙醇会导致斑马鱼胚胎出现类似 FASD 的发育缺陷,如眼睛融合、卵黄面积增大、心包水肿等。5 - 15μM 苄达明能有效缓解这些症状,15μM 苄达明在 96 小时时甚至能消除乙醇的致畸作用。
调节氧化应激 :乙醇代谢会产生 ROS,这是氧化应激的关键指标。研究发现,1% 乙醇处理后,胚胎内 ROS 生成显著增加,而 10 和 15μM 苄达明能逆转这一现象,15μM 苄达明的效果更好。同时,乙醇会使 LPO 增加、GSH 水平降低,苄达明能剂量依赖性地减少 LPO,15μM 苄达明还能恢复 GSH 水平。
稳定乙醇代谢酶基因表达 :研究人员检测了两种主要乙醇代谢酶 Cyp2y3 和 Cyp3a65 的基因表达。结果显示,乙醇会使这两种酶的表达升高,而 10 和 15μM 苄达明共同处理能显著降低它们的表达。
组织病理学及细胞凋亡变化 :组织病理学检查发现,1% 乙醇会导致斑马鱼胚胎肌肉纤维改变、大脑和眼睛区域出现细胞凋亡,10μM 苄达明能减少这些变化,15μM 的保护效果更佳。AO 染色结果表明,乙醇会诱导斑马鱼胚胎大脑和眼睛附近区域的细胞凋亡增加,苄达明处理则能降低荧光强度,说明其具有保护作用。
综合来看,这项研究意义重大。它表明苄达明有望成为对抗斑马鱼胚胎乙醇致畸的有效药物。通过稳定氧化还原稳态,苄达明能改善乙醇诱导的发育缺陷。研究还揭示了其作用机制,不仅能调节中性粒细胞,还能调控主要乙醇代谢酶的表达,降低细胞内 ROS 水平,减少脂质过氧化和细胞凋亡。这为防治 FASD 提供了新的方向和潜在药物,未来或许能为那些因孕期饮酒而面临风险的家庭带来希望,帮助减少 FASD 的发生,让更多孩子能健康成长。
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