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目的前期研究证实,母体孕中期暴露细菌脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)可导致子代神经管畸形(Neural Tube Defects,NTDs)的发生。本研究探讨了母鼠孕期补充维生素D3(Vitamin D3,Vit D3)对LPS诱发胎鼠神经管畸形的影响。方法成年的清洁级ICR小鼠(8w),自由饮食,在室温维持于20℃~25℃,昼夜节律均衡,且保持相对湿度45%~55%的环境中适应性喂养2周后,按雌雄比4:2于头一天晚上9:30合笼,次日清晨7:30检查雌鼠阴栓,以查到阴栓者视为交配成功,并定为妊娠第0天(GD0)。为探讨Vit D3对LPS诱发胎鼠神经管畸形的影响,所有孕鼠均于GD0随机分为4组:单纯对照组(Control组),单纯Vit D3补充组(Vit D3组),LPS暴露组(LPS组)和LPS+Vit D3组,每组15只。LPS组和LPS+Vit D3组孕鼠均于GD8至GD12每天经腹腔注射给予25μg/kg的LPS,Vit D3组和LPS+Vit D3组孕鼠均于GD6至GD12每天经灌胃方式给予25μg/kg的Vit D3。Control组给予等容量的生理盐水。GD18剖杀所有孕鼠,观察胎鼠外观是否存在畸形,统计活胎、吸收胎和死胎数,称量活胎鼠体重和胎盘重,测量活胎鼠身长,评价活胎鼠骨骼发育情况;为探讨Vit D3对叶酸由母体转入胎鼠的影响,所有孕鼠均于GD0随机分为4组:Control组,Vit D3组,LPS组和LPS+Vit D3组,每组6只。LPS组和LPS+Vit D3组孕鼠均于GD8至GD12每天经腹腔注射给予25μg/kg的LPS,Vit D3组和LPS+Vit D3组孕鼠均于GD6至GD12每天灌胃给予25μg/kg的Vit D3。Control组给予等容量的生理盐水。末次LPS处理后12h剖杀所有孕鼠,取母鼠血清和胚胎,并采用电化学免疫发光法检测叶酸水平;为探讨Vit D3对胎盘叶酸转运体基因和炎性细胞因子基因表达的影响,所有孕鼠均于GD0随机分为4组:Control组,Vit D3组,LPS组和LPS+Vit D3组,每组12只。LPS组和LPS+Vit D3组孕鼠均于GD10经腹腔注射给予25μg/kg的LPS,Vit D3组和LPS+Vit D3组孕鼠于GD8至GD10每天灌胃给予25μg/kg的Vit D3。Control组给予等容量的生理盐水。LPS处理后2h剖杀半数孕鼠,取母体血清、羊水和胎盘,ELISA法检测血清和羊水TNF-α和IL-6蛋白水平,real-time RT-PCR法检测胎盘炎性细胞因子和趋化因子基因表达水平。LPS处理后12h剖杀余下孕鼠,real-time RT-PCR法检测胎盘叶酸代谢酶和转运体基因表达水平。结果GD8-GD12连续给予5天的LPS后,20.3%胎鼠发生神经管畸形,且发生神经管畸形胎的孕鼠高达62.5%(10/16)。与对照组相比,LPS组胎鼠均重和胎盘均重均显著降低。LPS处理可引起胎鼠胸骨畸形、肋骨畸形和枕骨骨化不全。这些研究结果表明:母鼠致畸敏感期暴露低剂量LPS可诱发胎鼠神经管畸形,并导致胎鼠宫内生长受限和骨骼发育迟缓。进一步实验发现:LPS处理后,胎盘叶酸转运泵-质子偶联叶酸转运泵(pcft)和还原性叶酸载体1(rfc-1)基因表达显著下调,且发现LPS处理组胎鼠叶酸水平显著低于对照组;LPS处理后,胎盘tnf-α、il-1β、il-6等炎性细胞因子和mcp-1、kc、mip-2等趋化因子基因表达水平显著高于对照组,母鼠血清和羊水TNF-α和IL-6蛋白水平亦明显高于对照组。此外,母鼠孕期补充Vit D3显著减轻LPS引起的母体和胎盘炎症;一致的是,补充Vit D3显著对抗LPS下调pcft和rfc-1的基因表达,且明显减轻LPS引起的胎盘叶酸转运障碍;最为重要的是,母鼠孕期补充Vit D3预防LPS诱发的胎鼠神经管畸形。结论:母鼠孕期补充Vit D3可通过抑制胎盘炎症并减轻胎盘叶酸转运障碍继而预防LPS诱发的胎鼠神经管畸形。