抗氧化剂槲皮素通过调节大脑白细胞介素 - 13 改善大鼠自闭症样行为:为自闭症治疗带来新希望

【字体: 时间:2025年04月13日 来源:Journal of Neuroimmune Pharmacology 5.2

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  为解决自闭症谱系障碍(ASD)治疗难题,研究人员开展了槲皮素对 ASD 作用的研究。通过建立大鼠自闭症模型,发现槲皮素可降低氧化应激和炎症,改善社交与学习能力。这为 ASD 治疗提供了新方向,具有重要意义。

  

研究背景

自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)如同笼罩在儿童成长道路上的阴影,是一种复杂的神经发育障碍。其主要特征为早期出现的社交沟通困难以及重复刻板的感觉运动行为。如今,ASD 的发病率呈上升趋势,给无数家庭带来沉重负担,然而人们对其发病机制却知之甚少。
ASD 的病因复杂,遗传因素在其中扮演重要角色。像 Shank3、MECP2、CHD8、PTEN 和 RELN 等基因发生突变,不仅会破坏神经元的正常发育和突触功能,还会使机体更容易受到氧化应激和神经炎症的影响。此外,环境因素也不可忽视,二者相互作用,共同推动了 ASD 的发生发展。
在 ASD 的病理过程中,氧化应激和神经炎症起着关键作用。患有 ASD 的儿童体内,炎症生物标志物如白细胞介素 IL - 1β、IL - 6、IL - 12、肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和干扰素 αω(IFN - αω)水平通常较高,这些物质会引发慢性神经炎症,进而导致行为异常。同时,氧化应激也在 ASD 的发病中起到重要作用,遗传易感性个体的抗氧化酶存在缺陷,使得活性氧(ROS)大量积累,引发脂质过氧化和线粒体功能障碍,进一步加重神经炎症,导致神经元损伤和行为异常。
目前,针对 ASD 尚无有效的药物治疗方法。因此,探寻新的治疗策略迫在眉睫。在此背景下,槲皮素进入了研究人员的视野。槲皮素是一种广泛存在于水果和蔬菜中的黄酮类化合物,具有强大的抗氧化和抗炎特性,并且能够穿越血脑屏障,这使其成为治疗神经炎症性疾病,包括 ASD 的潜在药物。
为了深入了解槲皮素对 ASD 的作用,来自国外多所研究机构的研究人员展开了一项研究,该研究成果发表在《Journal of Neuroimmune Pharmacology》杂志上。

研究方法

研究人员选取 30 只雄性 Wistar albino 大鼠,将其分为三组。通过给大鼠腹腔注射丙酸(PPA),建立了大鼠自闭症模型。其中,第一组为正常对照组,给予生理盐水;第二组为 PPA + 生理盐水组(PPAS);第三组为 PPA + 槲皮素组(PPAQ)。实验持续 15 天,期间对大鼠进行行为学测试、组织学分析、免疫组化和生化分析。行为学测试包括三腔社交测试、旷场实验和被动回避学习测试,用于评估大鼠的社交能力、探索行为和学习记忆能力;组织学分析采用苏木精 - 伊红(H&E)染色,观察大脑组织的形态学变化;免疫组化用于检测胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达,评估胶质细胞活性和神经元完整性;生化分析则通过酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒,检测丙二醛(MDA)、TNF - α、白细胞介素 - 13(IL - 13)和脑源性神经营养因子(BDNF)等指标,以探究槲皮素对氧化应激、炎症和神经营养因子的影响。

研究结果

  1. 行为学测试:在三腔社交测试中,PPAS 组大鼠与陌生大鼠互动的时间百分比显著低于对照组,而 PPAQ 组大鼠与陌生大鼠互动的时间百分比显著高于 PPAS 组,接近对照组水平,表明槲皮素改善了大鼠的社交能力。旷场实验结果显示,PPAS 组大鼠的穿越次数明显少于对照组,而 PPAQ 组大鼠的穿越次数显著增加,说明槲皮素提高了大鼠的探索活动并减少了焦虑。被动回避学习测试发现,PPAS 组大鼠避免进入黑暗隔间的潜伏期明显短于对照组,而 PPAQ 组大鼠的潜伏期显著延长,表明槲皮素改善了大鼠的学习记忆能力。
  2. 免疫组化和组织学分析:免疫组化结果显示,PPAS 组大鼠海马 CA1 和 CA3 区域以及小脑的 GFAP 阳性染色面积显著增加,表明星形胶质细胞活化和胶质增生;而 PPAQ 组大鼠的 GFAP 表达显著降低。同时,PPAS 组大鼠海马 CA1、CA3 区域和小脑的神经元数量明显减少,而 PPAQ 组大鼠的神经元数量显著增加,说明槲皮素能够保护神经元,减少神经元损失。
  3. 生化分析:生化分析结果表明,PPAS 组大鼠的 MDA、TNF - α 和 IL - 13 水平显著升高,BDNF 水平显著降低;而 PPAQ 组大鼠的 MDA、TNF - α 和 IL - 13 水平显著降低,BDNF 水平显著升高。这表明槲皮素具有抗氧化和抗炎作用,能够减轻氧化应激,调节炎症反应,促进神经元的存活和可塑性。

研究结论与讨论

该研究表明,槲皮素在 PPA 诱导的大鼠自闭症模型中,具有显著的神经保护作用。它能够降低氧化应激,减少炎症反应,保护神经元的完整性,提高 BDNF 水平,进而改善大鼠的社交和认知行为。这一研究结果为 ASD 的治疗提供了新的潜在方向,暗示槲皮素可能成为一种治疗 ASD 的有效药物。然而,目前该研究仍处于动物实验阶段,未来还需要进一步开展长期研究和临床试验,以确定槲皮素在人体中的安全性和有效性,探索其最佳治疗剂量和治疗方案,为 ASD 患者带来新的希望。
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