围产期暴露于自闭症相关代谢物对小鼠行为的影响及研究意义

【字体: 时间:2025年04月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究围产期暴露于对甲酚(p-Cresol)对小鼠早期发育和成年行为的影响,研究人员让怀孕小鼠经饮水暴露于 p-Cresol,结果发现其对早期发育影响有限,但会导致成年小鼠出现社交缺陷和刻板行为,这为研究环境因素与神经发育障碍的关系提供了依据。

  在生命的奇妙旅程中,胎儿的成长总是备受关注。近年来,越来越多的研究表明,孕期的环境暴露对后代健康有着至关重要的影响。围产期是神经发育的关键时期,此时胎儿的大脑就像一张白纸,极易受到外界毒素的 “涂鸦”,这些毒素可能干扰神经回路的正常构建,为日后的行为和神经精神疾病埋下隐患。对甲酚(p-Cresol),这个在环境中广泛存在的 “小角色”,却有着大大的 “能量”。它既是人体微生物群的代谢产物,也是工业生产的常客,在食品、空气、水中都能发现它的踪迹。更令人担忧的是,自闭症谱系障碍(ASD)患者体内的 p-Cresol 水平明显升高。然而,它对胎儿发育的毒性究竟如何,又是否会影响与 ASD 相关的行为,这些问题一直困扰着科学界。
为了解开这些谜团,来自法国的研究人员踏上了探索之旅。他们以怀孕的 C57BL/6J 小鼠为研究对象,开展了一项别出心裁的实验。从怀孕中期开始,一直到小鼠哺乳期结束、幼崽断奶,研究人员让怀孕小鼠通过饮用含有 p-Cresol 的水,模拟人类孕期和婴儿早期可能的暴露情况。

研究人员用到了多种关键技术方法。在动物实验方面,精心饲养怀孕小鼠并分组处理,记录各项数据;通过多种行为学测试评估小鼠的发育和行为,如用广义估计方程(GEE)分析纵向收集的发育和行为数据。

下面来看看研究结果。在 “围产期暴露于 p-Cresol 对小鼠整体生长、发育里程碑获取和感觉运动反射的影响” 方面,从胚胎第 10.5 天(E10.5)开始的 p-Cresol 暴露,对怀孕母鼠的体重增加、饮水量、食物摄入量均无影响。母鼠的妊娠时长、产仔数量、幼崽存活率等指标也未发生改变。在幼崽出生后的前三周,研究人员密切监测其发育情况,发现 p-Cresol 暴露对幼崽的生长、运动技能(如行走能力)、感觉运动反射(如翻正反射、听觉惊吓反射)的发育均无显著影响,幼崽在嗅觉定向测试中也能正常识别母亲的气味。

在 “围产期暴露于 p-Cresol 对小鼠交流和运动活动的影响” 方面,研究人员在幼崽出生第 8 天(P8)对其进行超声波发声(USV)测试,发现 p-Cresol 暴露的雄性幼崽发出的 USV 平均持续时间明显缩短,这表明 p-Cresol 对早期交流存在微妙影响,且仅在雄性幼崽中较为明显。在 P12 进行的运动活动监测中,p-Cresol 暴露的幼崽运动距离更短、运动时间更少,表现出活动减少的现象。

在 “围产期暴露于 p-Cresol 对成年小鼠运动刻板行为和社交行为的影响” 方面,断奶后的小鼠成长至成年(3.5 个月大)后接受一系列测试。在旷场实验中,p-Cresol 暴露对成年小鼠的运动活动和焦虑水平无影响;但在直接监测运动刻板行为时,发现暴露组小鼠挖掘行为增多、后肢站立行为减少;在二元社交互动测试中,p-Cresol 暴露的小鼠社交接触次数减少、接触时间缩短,且雌性小鼠社交互动后的梳理行为增加,这些都表明其社交能力受损。

研究结论和讨论部分意义重大。此次研究表明,围产期暴露于 p-Cresol 虽对小鼠早期发育影响较小,但会导致成年小鼠出现明显的社交行为缺陷和刻板行为。这意味着 p-Cresol 可能影响了大脑发育中一些较为微妙的过程,如皮质神经元的特化和多样性,进而影响高级行为。该研究也强调了未来开展流行病学研究的必要性,通过量化孕期和儿童早期的 p-Cresol 暴露水平,评估其与儿童社交行为障碍的潜在关联,为进一步理解环境因素如何影响大众的神经发育障碍和社交障碍奠定了基础。这一成果发表在《Scientific Reports》上,为相关领域的研究开辟了新的方向,有望让我们更深入地了解环境与健康之间的复杂关系,为预防和干预神经发育障碍提供新的思路和方法。
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