BDNF在孤独症动物模型大脑皮层中的表达

孤独症是一种严重的神经发育障碍性疾病,三岁前发病,主要表现为言语障碍,社会交往障碍,痛觉阈升高,兴趣范围狭窄及行为刻板、僵硬和重复等,其症状随着年龄的增长而突出。很多学者从遗传、免疫、生理、解剖、生化及母孕期有害因素和围产期并发症等各方面进行了大量的研究,认为遗传因素和环境因素在孤独症中起了重要作用。但其发病机制至今尚未完全明了,给该病的防治带来很大困难。 作为神经生长因子家族重要成员的脑源性神经生长因子(brain-derivedneurotrophic factor,BDNF),在发育的脑中大量表达。最近文献报道,BDNF在孤独症患者血清内存在异常,检测发现BDNF蛋白水平在患者血清内增高,然而也有报道认为BDNF蛋白水平在患者血清内降低。为了明确BDNF在孤独症中表达的变化特征,我们研究了BDNF在孤独症模型大鼠脑发育过程中的表达,为此,本文做了如下实验: 一、采用Wistar大鼠,在其孕12.5天时,腹腔一次性注射丙戊酸钠(VPA)获得子代孤独症动物模型。检测了模型动物的外观、体重、睁眼时间、游泳平衡能力和对麻醉药物耐受性等生理指标。结果显示,孤独症模型组体重比对照组轻,睁眼时间推迟,游泳平衡力差,麻醉药耐受性低以及出现尾部卷曲畸形等。这些表现如人类孤独症的某些特征极为相似,表明用VPA注射法较成功地复制出了接近人类孤独症的动物模型。 二、通过免疫组织化学方法和图像分析技术,观察了不同年龄的孤独症模型大鼠大脑皮层中BDNF免疫阳性神经元的表达;通过Western blot方法,检测了孤独症模型大鼠大脑皮层BDNF蛋白水平的表达。免疫组化结果显示,孤独症模型大鼠大脑皮层内BDNF阳性神经元数目随年龄的增长而改变,成熟期时比对照组多;同样,Western blot结果显示BDNF蛋白水平在发育期比对照组低,成年期相对增高。这些结果提示BDNF可能参与了孤独症发病过程中的病理变化,BDNF在发育期的低水平表达延迟了孤独症患者大脑的发育。 三、取新生孤独症模型组和正常对照组Wistar大鼠大脑皮层做体外神经元培养,用免疫荧光方法,比较观察了模型组与对照组神经元的形态以及BDNF的表达。结果显示,对照组和模型组神经元形态上未发现明显差异;BDNF免疫荧光标记后,可见孤独症模型组BDNF免疫阳性神经元比对照组少;对照组BDNF免疫阳性物分布在神经元的胞质、胞核和突起内,而模型组仅分布在胞核和胞质内。这些结果提示了大脑皮层BDNF阳性神经元的数量和在神经元内的分布可能对孤独症的发病机制有重要意义。 综上所述,BDNF在孤独症中的表达发生了明显变化,表明BDNF在孤独症的发病过程中起了一定的作用。一方面,BDNF在大脑皮层神经元内的局限性分布影响了大脑的正常发育,可能引起孤独症患者的行为异常;另一方面,BDNF在发育期大脑皮层的低水平表达,可能导致孤独症儿童发育迟缓及行为学障碍。