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第一部分:GABABR2激动剂STX209可改善丙戊酸ASD小鼠模型的行为缺陷目的产前使用丙戊酸(valproic acid,VPA)诱导自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)小鼠模型,在模型小鼠发育早期,给予γ-氨基丁酸B2型受体(GABAR2)激动剂STX209(R-baclofen/Arbaclofen),观察其对模型小鼠ASD行为的治疗潜力,为ASD患者的临床治疗提供实验基础。方法:使用适龄C57BL/6小鼠进行配繁,通过观察母鼠阴道栓确定受孕时间,在其受孕后第10天和第12天时分别对其腹腔注射300 mg/kg(浓度12mg/m L)的丙戊酸钠,其生产下的后代即为VPA诱导的产前ASD模型小鼠(VPA模型小鼠),即产前子宫内接触VPA的第一代鼠(the first generation,F1)。正常空载对照小鼠是在同样的时间注射相应体积生理盐水的母鼠所生产的后代。根据对照小鼠和VPA模型小鼠是否用STX209(0.6mg/kg,腹腔注射,一天两次)进行干预,将出生21天左右的子代小鼠共分为四组:正常对照组(CTRL group),正常对照药物干预组(CTRL+STX209 group),VPA模型组(F1-Con group),VPA模型药物干预组(F1+STX209 group)。既往文献研究显示,VPA模型小鼠中雄鼠相较于雌鼠具有更稳定的ASD行为和病理特征,故只选取雄鼠进行实验。同时为了避免“同窝效应”,将同窝雄鼠随机平均分配至干预组和非干预分组,如果单只雄鼠剩余,则将其淘汰。每组均含14只雄性小鼠。STX209干预2周后,用行为学实验对各组小鼠进行测试。本研究选取了可量化ASD核心/相关诊断症状特征的行为学实验进行测试:旷场和习惯性旷场实验,新物体识别实验,三箱社交实验,大理石掩埋(埋珠)实验。行为学实验测试期间,STX209继续给药。小鼠出生后60天左右,处死小鼠,对其海马(hippocampus,HC)中的神经元树突总长度和树突棘密度,以及GABABR2和谷氨酸脱羧酶65/76(enzyme glutamic-acid decarboxylase65/67,GAD65/67)的蛋白表达量进行检测。结果:行为学实验显示STX209慢性给药可以显著改善VPA模型小鼠的核心/相关ASD行为缺陷——社交倾向性和社交新颖偏爱缺陷、新物体偏爱缺陷、自发运动和探索行为缺陷和条件防御性掩埋行为缺陷。其机制可能与VPA模型小鼠经STX209早期低剂量慢性治疗后,其海马的CA1,DG区神经元树突总长度、基底树突末端的树突棘密度以及海马GABABR2蛋白表达得到改善有关,但海马GAD 65/67蛋白表达并没有增加。结论:GABABR2激动剂STX209可以改善产前VPA暴露的雄性小鼠ASD行为和神经病理缺陷。提示有产前子宫内VPA暴露史的ASD儿童也可能受益于GABABR2激动剂STX209的治疗。第二部分:GABABR2激动剂巴氯芬可改善丙戊酸ASD小鼠模型的行为缺陷目的:在VPA模型小鼠的发育早期,给予GABABR2激动剂巴氯芬(baclofen),评估巴氯芬对VPA模型小鼠ASD行为的治疗潜力。方法:VPA模型小鼠的繁育同上。设立正常对照组,并根据VPA模型组是否用巴氯芬进行干预,将出生21天左右的子代小鼠共分为三组:正常对照组(CTRL group),VPA模型组(F1-Con group),VPA模型药物干预组(F1+baclofen group)。如第一部分,同样选择雄性子代小鼠进行实验,同样排除“同窝效应”,各组小鼠均为14只。各组小鼠断乳后分组(产后21天左右),巴氯芬通过饮用水给药,浓度为0.5mg/m L。持续给药2周后,用行为学实验对各组小鼠进行测试(同第一部分),即旷场和习惯性旷场实验,新物体识别实验,三箱社交实验,埋珠实验。实验进行期间,巴氯芬继续给药。结果:行为学实验测试显示,巴氯芬的早期慢性给药显著改善了VPA模型小鼠的核心/相关ASD样缺陷指标,包括(1)社交倾向性和社交新颖偏爱测试中对陌生鼠互动时间的增加;(2)新物体识别实验中对新奇事物探索行为的增加;(3)习惯性旷场实验中的自发性运动和探索活动的增加;(4)埋珠实验中被埋玻璃珠和埋珠动作数量的增加。结论:GABABR2激动剂巴氯芬的早期慢性治疗,可以改善产前暴露于VPA的小鼠的ASD行为缺陷。提示有产前子宫内VPA暴露史的ASD儿童也可能受益于GABABR2激动剂巴氯芬。第三部分:GABABR2激动剂巴氯芬产前给药可纠正丙戊酸ASD小鼠模型自闭行为的遗传目的:VPA模型小鼠同窝交配的后代,仍有ASD行为表现。我们在VPA模型小鼠交配期及孕期使用巴氯芬对其进行治疗,评估GABABR2激动剂巴氯芬对VPA模型小鼠ASD行为遗传倾向的治疗潜力。方法:使用适龄同窝的VPA模型小鼠(F1)进行配繁,在配繁前三天对F1代雄鼠和雌鼠使用/不使用巴氯芬(饮用水中浓度为0.5mg/m L)进行口服治疗,受孕成功后,雌鼠继续给予/不给予巴氯芬直至分娩,其生产下的子代鼠即为第二代鼠(the second generation,F2),并在产后21天左右断乳分组,哺乳期间不接受任何药物干预。根据亲鼠是否产前应用巴氯芬,将子代鼠共分为两组:二代对照组(F2-Con group),二代巴氯芬干预组(F2-Int group)。同样选择子代雄鼠进行实验,同样科学分组以排除“同窝效应”。在F2小鼠出生约5周(35天)后,通过行为学实验对两组小鼠进行检测(同第一、第二部分,即旷场和习惯性旷场实验,新物体识别实验,三箱社交实验,埋珠实验)。在小鼠出生后60天左右,处死小鼠,进行高尔基银染色,对小鼠海马和内侧前额叶皮层(m PFC)中锥体神经元树突末端的总/成熟树突棘密度进行统计分析。比较组间差异时,加入第二部分中CTRL group组小鼠数据,三组进行分析比较。结果:产前巴氯芬的慢性给药可以显著改善VPA模型小鼠ASD行为的遗传,与F2-Con group小鼠对比,F2+Int group小鼠ASD行为明显改善,这与巴氯芬对F1小鼠的治疗效果类似,包括(1)社交倾向性和社交新颖偏爱测试中对陌生鼠互动时间的增加;(2)对新奇事物探索时间的增加;(3)自发性运动和探索活动的增加;(4)被埋玻璃珠和埋珠动作数量的增加。其机制可能与F2小鼠经过产前巴氯芬治疗后,其HC和m PFC中锥体神经元树突末端的总/成熟树突棘密度得到改善、突触可塑性正常化有关。结论:我们的实验结果提示,产前巴氯芬给药纠正了VPA模型小鼠的ASD行为及神经病理缺陷的遗传,提示在生命早期进行GABABR2激动剂的干预可能阻断部分临床ASD患者行为缺陷的遗传,这对ASD的治疗和预防具有启示意义。