脑室注射脂多糖对成年斑马鱼行为、神经化学及神经基因组反应的影响及其在神经精神疾病模型中的意义

为探究神经炎症如何诱发神经精神疾病，研究人员通过脑室注射脂多糖(LPS)建立成年斑马鱼神经炎症模型，结合行为学测试（新环境游泳、Y迷宫、尾部固定）、神经递质检测及基因表达分析，发现LPS诱发运动减退、认知缺陷及情感障碍，伴随5-HT代谢紊乱和促炎(Il1b, tnf)/抗炎(il10)细胞因子基因上调，为解析神经炎症-CNS疾病进化保守机制提供新模型。

　　

神经精神疾病已成为全球公共卫生的重大挑战，尤其是抑郁症、焦虑症和认知障碍的发病率在年轻和老年人群中持续攀升。这些疾病不仅导致长期残疾和工作能力下降，还与自杀风险密切相关。近年研究发现，中枢神经系统(CNS)炎症可能是触发这些疾病的关键因素——患者体内促炎细胞因子如IL1β、IL6和TNF水平异常升高，但具体机制仍不明确。动物模型是破解这一难题的重要工具，其中脂多糖(LPS)作为革兰氏阴性细菌外膜成分，能有效诱导神经炎症反应。传统上，科学家多采用啮齿类动物进行相关研究，但斑马鱼因其与人类高度保守的神经解剖结构、神经递质系统和基因同源性，正成为新兴的神经疾病研究模型。

为精准解析神经炎症对CNS的直接作用，俄罗斯圣彼得堡Axolotl LLC团队在《Behavioural Brain Research》发表研究，首次通过脑室注射(icv)将LPS递送至成年斑马鱼脑部，系统评估其行为、神经化学和基因表达变化。研究采用新环境游泳测试评估运动与焦虑行为，Y迷宫检测空间记忆，尾部固定实验(ZTI)反映绝望样行为；通过高效液相色谱(HPLC)测定脑部单胺类神经递质水平，qPCR量化细胞因子基因表达。

Animals and housing
研究选用5-7月龄野生型斑马鱼，雌雄各半，在标准化水产设施中饲养，确保环境参数恒定。

Results
行为学数据显示，LPS处理组在新环境游泳测试中总移动距离显著减少，但焦虑相关指标（顶部停留时间）无变化；Y迷宫自发交替率降低而重复率升高，提示空间记忆受损；ZTI测试中活动总量下降，表现出绝望样行为。神经化学分析发现5-HT代谢率升高，DA和NE水平无显著改变。基因表达谱显示促炎因子Il1b、tnf和抗炎因子il10显著上调。

Discussion
该研究首次证实脑室注射LPS可特异性诱导斑马鱼中枢炎症，规避了全身给药对结果的干扰。行为表型与啮齿类LPS模型高度一致，包括运动减退和认知缺陷，支持斑马鱼作为神经炎症研究的进化保守模型。5-HT代谢紊乱与人类抑郁症病理特征吻合，而细胞因子基因表达谱揭示了神经炎症的双向调控机制。研究创新性地将中枢给药、多维度行为评估和分子检测相结合，为探索神经精神疾病的共性机制提供了可扩展的实验范式。

这项工作的核心价值在于：1）建立可模拟人类神经炎症相关行为障碍的斑马鱼模型；2）揭示中枢炎症通过单胺能系统和细胞因子网络干扰认知情感的潜在通路；3）为开发靶向神经炎症的精神疾病干预策略提供新思路。未来研究可进一步解析特定脑区炎症反应与行为缺陷的因果关系，并测试抗炎药物在该模型中的疗效。