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神经管畸形（Neural tube defects,NTDs）是常见的,由于胚胎发育早期神经管闭合过程发生障碍引发的先天畸形,后果极其严重,其发生机制尚不明确。肌醇,为环己六醇化合物,属于维生素B族营养物质,在胚胎神经发育及神经管闭合过程发挥重要作用,与NTDs发生密切相关。本研究从用肌醇代谢过程中重要靶点酶抑制剂进行干预,肌醇失衡NTD小鼠动物模型基础上;采用气相色谱质谱联用技术（GC-MS）、PI3K酶活性检测、HE染色、蛋白质芯片、免疫组化、蛋白质印迹法及生物信息学等技术和方法,研究肌醇失衡在小鼠胚胎神经管发生过程中的作用机制。本研究选择C57BL/6J小鼠建立肌醇代谢障碍动物模型,腹腔注射350 mg/kg剂量Li2CO3诱导其发生NTDs结果具有良好的重复性,NTDs畸形胚胎中,脑膨出畸形的发生率最高。三组胚胎神经管不同层面的病理改变结果表明,肌醇缺乏引起神经上皮细胞异常增殖。小鼠神经管畸形组（NTD）、肌醇干预表型正常组（Normal）和正常对照组（Control）E13.5天胚胎神经组织的PI3K酶活性呈现递增趋势;肌醇代谢干预8h后孕鼠脑、胎盘、心脏、肝脏、脾脏组织中PI3K酶活性明显增高。用小鼠神经干细胞进行体外实验发现,随着肌醇溶液浓度的增加,PI3K酶活性先呈现逐渐降低的趋势,在肌醇浓度为5 mM时酶活性最低（P<0.01）,随后呈现逐渐升高的趋势,但仍低于正常水平。在前期已建立的人类NTDs样本库基础上发现PI3K/Akt信号通路异常激活基础上,用PI3K/Akt通路蛋白芯片进一步检测三组小鼠胚胎神经组织该通路蛋白磷酸化水平,发现肌醇干预后,与Control组相比,NTD与Normal组中,PI3K/Akt通路异常激活,Akt、Bcl-2、GSK3β、P53、P70S6K、MTOR等通路相关蛋白磷酸化水平呈现增高趋势。应用免疫组化和蛋白质免疫印迹法检测三组小鼠胚胎神经组织中PI3K/Akt信号通路活性,NTD组小鼠pAkt-Ser473、Akt蛋白表达量显著高于Normal和Control组,而GSK3β蛋白表达则受到抑制,NTD组小鼠pGSK3β-Ser9的磷酸化水平明显增高（P<0.05）;Normal和NTD组小鼠胚胎中P53、PTEN和Cas pase-3蛋白表达量逐渐减少,NTDs组尤为明显（P<0.05）。Control组小鼠胚胎前脑和后脑Akt和pAkt-Ser473蛋白阳性细胞/阴性细胞数比值低于Normal和NTD组小鼠胚胎,后脑尤为明显（P<0.05）,在Normal和NTD组小鼠胚胎前脑和后脑中,pGSK3β-Ser9蛋白的阳性细胞/阴性细胞数值显著增高（P<0.01）,而GSK3β蛋白则呈现减少趋势,与蛋白质芯片和Western Blotting检测结果一致,PI3K/Akt信号通路异常激活。以上结果表明,母体肌醇代谢和NTDs发生密切相关,肌醇代谢障碍状态下PI3K/Akt信号通路异常激活,通过磷酸化作用调控下游蛋白活性,引起细胞周期与凋亡失衡,从而影响神经管闭合。本研究进一步建立并完善了肌醇代谢障NTDs小鼠动物模型,从PI3K/Akt信号通路角度为肌醇对NTDs预防和治疗提供了新的思路和实验依据。