编辑推荐:
孕期饮酒会致胎儿酒精谱系障碍(FASD),引发认知和行为障碍。为探究其机制,研究人员构建 FASD 小鼠模型,发现发育酒精暴露损害小鼠识别和空间记忆,减少海马 CA1 区神经元树突分支和棘密度,降低 F-actin/G-actin 比值。该研究为 FASD 治疗提供靶点。
在生命的奇妙旅程中,母亲的一举一动都可能对腹中胎儿的成长产生深远影响。而孕期饮酒,就像是隐藏在暗处的 “杀手”,悄然威胁着胎儿的健康。胎儿酒精谱系障碍(FASD),这一因母亲孕期饮酒引发的病症,正逐渐走进人们的视野。它会导致孩子出现各种认知和行为问题,如学习能力差、记忆力弱、注意力难以集中等,严重影响着孩子的未来。但一直以来,其中具体的发病机制却如同迷雾,让科研人员难以捉摸。究竟是什么原因,使得酒精在胎儿发育过程中 “兴风作浪”,破坏神经系统的正常发育呢?为了解开这一谜团,宁波大学的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在《Behavioural Brain Research》上,为我们揭开了 FASD 神秘面纱的一角。
研究人员开展了一项针对胎儿酒精谱系障碍小鼠模型的研究。他们构建了与人类孕晚期酒精暴露等效的小鼠模型,对新生小鼠从出生后第 2 天到第 8 天腹腔注射乙醇(5.0 g/kg)。通过一系列的实验,研究人员发现,发育酒精暴露会显著损害小鼠的识别和空间记忆能力。在新奇物体识别(NOR)和莫里斯水迷宫(MWM)测试中,这些小鼠的表现明显较差。同时,高尔基染色结果显示,雄性和雌性幼年小鼠海马 CA1 区锥体神经元的树突分支复杂性和棘密度都有所降低。生化分析还发现,小鼠海马中的 F - 肌动蛋白(F-actin)与球状肌动蛋白(G-actin)的比值下降,聚合的 F-actin 水平也降低。这一研究成果意义重大,它揭示了 FASD 发病机制中肌动蛋白细胞骨架动力学的重要作用,为开发针对 FASD 的治疗方法提供了潜在的靶点,有望为那些受 FASD 困扰的家庭带来新的希望。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过建立小鼠模型模拟人类孕晚期酒精暴露情况,为后续研究提供实验对象。行为学测试方面,采用新奇位置识别(NLR)、新奇物体识别(NOR)和莫里斯水迷宫(MWM)实验评估小鼠认知能力。借助高尔基染色技术,观察海马 CA1 区神经元树突形态。运用生化分析方法,检测海马中 F-actin 与 G-actin 的比值,探究肌动蛋白细胞骨架动力学变化。
下面具体来看研究结果:
- FASD 小鼠模型体重变化:通过纵向监测发现,乙醇会导致小鼠生长迟缓。对出生后 21 天的小鼠体重进行双向方差分析,发现存在 “组” 效应(F(1,49) = 20.44,p <0.001)和 “性别” 效应(F(1,49) = 15.25,p <0.001),但无 “交互” 效应。后续分析证实了乙醇对小鼠体重的显著影响。这表明酒精暴露对小鼠的生长发育产生了明显的不良作用,可能影响其整体健康状况,也为进一步探究酒精对神经系统发育的影响提供了基础信息,因为生长发育的异常可能与神经系统的发育异常存在关联。
- 认知功能测试结果:研究人员利用新奇位置识别(NLR)、新奇物体识别(NOR)和莫里斯水迷宫(MWM)对小鼠进行认知能力评估。结果显示,发育酒精暴露显著损害了小鼠的识别和空间记忆。在 NOR 和 MWM 测试中,实验组小鼠的表现均不如对照组,这直接证明了酒精暴露会对小鼠的认知功能造成负面影响,为研究酒精对神经系统的损害提供了行为学证据,也与临床上 FASD 患者认知功能受损的表现相呼应,进一步验证了小鼠模型的有效性。
- 树突形态变化:通过高尔基染色评估海马 CA1 区的树突形态,结果发现雄性和雌性幼年小鼠海马 CA1 区锥体神经元的树突分支复杂性和棘密度都有所降低。这一结果表明,酒精暴露会对神经元的结构产生影响,而树突形态的改变可能进一步影响神经元之间的信号传递和突触功能,从而导致认知功能障碍,揭示了酒精影响认知功能的潜在神经解剖学机制。
- 肌动蛋白细胞骨架分析:研究人员采用生化分析方法测量 F-actin 与 G-actin 的比值,结果显示,发育酒精暴露导致小鼠海马中的 F-actin/G-actin 比值下降,聚合的 F-actin 水平也降低。由于神经元树突结构和突触功能依赖于肌动蛋白细胞骨架的动态重塑,这一结果说明酒精可能通过干扰肌动蛋白细胞骨架动力学,影响突触的形成、成熟和可塑性,进而导致认知和树突形态的改变,为解释酒精影响神经系统发育的机制提供了关键线索。
研究结论表明,发育酒精暴露会损害小鼠的新奇物体识别和空间记忆能力,同时导致海马神经元树突分支和棘密度减少。这些不良影响可能归因于海马内肌动蛋白细胞骨架动力学的紊乱,该系统在突触的形成、成熟和可塑性中起着重要作用。研究人员认为,肌动蛋白细胞骨架动力学的改变可能是 FASD 相关认知和行为缺陷的潜在机制之一。这一发现强调了细胞骨架完整性在认知发展中的关键作用,也为 FASD 的治疗干预提供了潜在的靶点。未来的研究可以围绕这一靶点,进一步探索针对 FASD 的治疗方法,有望改善 FASD 患者的认知和行为症状,提高他们的生活质量。这项研究不仅为我们深入了解 FASD 的发病机制提供了重要依据,也为开发新的治疗策略指明了方向,在生命科学和健康医学领域具有重要的理论和实践意义。