孤独症是一种儿童行为认知发育障碍性疾病。该病以儿童社会交往障碍、语言障碍、刻板重复动作为主要特征,严重影响儿童的身心发育,且症状一直延续到成人期,给患儿、家庭、社会造成严重的疾病负担。研究认为孤独症的发病病因主要由遗传因素和环境因素共同作用。但迄今为止,孤独症的发病机制尚不清楚,给该疾病的防治和治疗带来极大困难。丙戊酸钠(VPA)是一种广谱抗癫痫药物,可以降低神经元的兴奋性从而抑制癫痫发作,研究发现,母体在妊娠早期服用VPA后,其子代患有孤独症的风险明显升高。通过腹腔注射VPA建立的孤独症动物模型反映了环境与基因的相互作用,且具有良好的重复性,因此广泛应用于孤独症的研究中。本研究在建立VPA诱导的大鼠孤独症动物模型的基础上,提取前额叶组织总RNA,通过高通量测序技术,建立VPA诱导的孤独症大鼠的特异性的基因表达谱,并通过对差异基因的富集通路分析,从分子水平上阐述VPA诱导的孤独症发病的分子机制,为临床治疗提供实验依据及理论支持。本研究包括以下内容:1.构建VPA诱导的大鼠孤独症模型。采用SD大鼠,在其受孕的12.5d腹腔单次注射600mg/kg的VPA建立子代孤独症大鼠模型。主要观察和检测了 VPA模型鼠的尾巴外观、体重、睁眼情况、游泳的协调性、嗅觉灵敏性、方向趋向性以及社会交往。结果显示VPA模型鼠表现为低体重,睁眼时间延迟,游泳的协调性反应差、嗅觉灵敏性发育延迟,方向趋向性异常以及社会交往缺陷等。这些症状与孤独症患者的临床表现非常相似。以上实验结果表明成功复制了 VPA诱导的大鼠孤独症动物模型。2.筛选出孤独症特异性的基因表达谱。通过IlluminaHiseq2000平台测序,从对照组样本C1、C2和C3获得的Clean Reads分别有77,979,376条、77,979,376条和72,038,636条,相应的测序深度分别为7.8G、7.84G和7.2Gbp。从VPA组样本V1、V2 和 V3 获得的 Clean Reads 分别有 74,108,162 条、70,693,152 条和 76,305,116条,相应的测序深度分别为7.42G、7.06G和7.64Gbp。对照组和VPA组各个样本测序的错误率、Q20、Q30以及GC含量百分比均在测序质量控制的范围。差异表达分析结果显示,从对照组和VPA组大鼠前额叶中共筛选出3228个差异表达基因,其中表达量上调的差异基因有1075个,这些基因具有显著性差异表达,表达量下调的差异基因有2153个,差异基因下调的数目是上调基因数目的两倍。3.通过对前额叶中的差异表达基因进行GO功能和Pathway显著性富集,初步了解差异表达基因的主要功能及其参与的神经系统发育相关的通路。筛选到包括谷氨酸能突触、γ-氨基丁酸能突触通路等在内的与VPA孤独症大鼠前额叶突触相关的通路。4.VPA诱导的大鼠孤独症模型的内参基因的筛选。本研究选择脑组织实时定量 PCR 常用的 9 个内参基因Actin Ywhaz、Hmbs、Ppia、Gapdh、Rps18、Tbp、Hprt1、Rpl13a。分析了 VPA诱导的孤独症大鼠出生后的不同时间点(3wk、5wk和80d)的前额叶和海马组织中的9个内参基因的表达稳定性。结果发现9个常用内参基因在VPA诱导的大鼠孤独症模型的表达呈现时间和空间上的变化。