孤独症模型BTBR小鼠的研究进展综述

孤独症谱系障碍(ASD)是一种严重的神经发育障碍性疾病,其核心症状为社交障碍、语言交流障碍、重复行为和兴趣受限等,由于病因不明因此尚无治疗核心症状的方法,且目前全球患者呈逐年增加态势。在寻找治疗药物以及疾病发病机制的研究中必然会使用孤独症动物模型,近交系BTBR小鼠具有与孤独症诊断症状相关的多种行为表型,还具有相似的神经解剖、免疫和生理特证,被认为是最具孤独症谱系障碍核心临床特征的动物模型。本文对BTBR孤独症小鼠的最新研究进展进行了归纳总结。

BTBR自闭症小鼠免疫异常研究进展

自闭症谱系障碍(ASD)是一种以重复刻板行为增加、沟通和社会交往障碍为主要特征的神经发育障碍性疾病,发病机制尚不清楚,目前主要认为除遗传因素外,环境因素在ASD病理发生中扮演更为重要的角色。越来越多的研究发现,ASD患者体内普遍存在免疫系统失调。BTBR-T(+)tf/J(BTBR)小鼠不仅是一种无需造模、稳定性好的ASD动物模型,且是研究ASD免疫失调机制理想的临床前模型。本文综述了近年BTBR小鼠免疫异常的研究结果,并与ASD患者体内异常的免疫状况进行了比较。

BTBR T^(+)tf/J小鼠:孤独症谱系障碍理想的动物模型

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorders, ASD)是一组起源于儿童早期的以社会交往交流障碍和重复刻板的行为和兴趣为主要症状的神经发育性障碍。目前研究表明,ASD存在遗传基础,并在一定的环境诱导下发病,包括母体免疫因素、自身免疫紊乱及自然环境因素等,且存在脑发育的异常。但ASD的病因及发病机制尚不完全明确,尚需我们进一步研究。动物模型是评价实验结果的重要依据,确立合适的ASD模型是实验的基础。由于ASD是多因素引起的、可能涉及多种病理机制的疾病,能否选择精准复制ASD病理特征和临床症状的动物模型对ASD的深入研究具有重大意义。BTBR T^(+)tf/J (简称BTBR)小鼠是一种近交系小鼠,它不仅具有ASD的核心症状:社交减少、社交场合中发出的超声波少、重度的重复理毛行为;同时还具备与ASD类似的脑发育异常以及免疫生化指标异常。因此,BTBR小鼠是目前研究自闭症的理想模型,本文就BTBR小鼠与ASD的关系进行总结。

抑制雷帕霉素靶蛋白复合物1信号通路可改善孤独症谱系障碍模型BTBR小鼠的症状

目的探讨抑制孤独症谱系障碍模型BTBR小鼠的中枢雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号通路能否改善其交流和社交障碍。方法选择6只6周龄C57BL/6J(B6)小鼠和18只6周龄BTBR小鼠,每笼3只小鼠,自由进食和饮水。将6只B6小鼠(B6组)和6只BTBR(BTBR组)小鼠适应性饲养1周后,进行交流障碍实验和社交行为实验,实验结束后处死两组小鼠,提取其大脑额叶皮层组织抽提蛋白进行后续Western免疫印迹实验。将余12只6周龄BTBR小鼠分成干预组和对照组,每组6只,分别于第三脑室注射2\mL带有短发夹RNA(shRna)-Raptor的慢病毒和带有shRna阴性对照的慢病毒[滴度为1×10^(10)空斑形成单位(PFU)/mL\],注射2周后进行前述的行为实验和Western免疫印迹实验。观察并记录每只小鼠10min内吸嗅蘸有鼠尿、乙醇和0.9%氯化钠溶液的棉签所用的时间,以及社交行为(身体接触和跟随同伴)和非社交行为(自我理毛和区域探索)的发生次数;检测小鼠前额叶皮层Raptor蛋白或RNA,以及磷酸化蛋白S6(pS6)的蛋白表达情况。结果交流障碍实验结果显示,BTBR组小鼠吸嗅鼠尿的时间显著短于B6组小鼠(P<0.05),两组小鼠吸嗅0.9%氯化钠溶液和乙醇的时间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。社交行为实验结果显示,BTBR组小鼠的身体接触和跟随同伴的次数均显著少于B6组小鼠(P值均<0.05),自我理毛的次数显著多于B6组小鼠(P<0.05);两组小鼠区域探索次数的差异无统计学意义(P>0.05)。Western免疫印迹实验结果显示,BTBR组小鼠前额叶皮层mTORC1信号通路下游pS6的蛋白相对表达量显著高于B6组(P<0.05)。经慢病毒干预后,实时定量PCR结果显示,干预组小鼠前额叶皮层Raptor mRNA的相对表达量显著低于对照组(P<0.05);Western免疫印迹实验结果显示,干预组小鼠前额叶皮层Raptor蛋白和mTORC1信号下游pS6的蛋白相对表达量均显著低于对照组(P值均<0.05);交流障碍实验结果显示,干预组小鼠吸嗅鼠尿的时间显著长于对照组(P<0.05),两组小鼠吸嗅0.9%氯化钠溶液和乙醇的时间的差异均无统计学意义(P值均>0.05);社交行为实验结果显示,干预组小鼠的身体接触次数显著多于对照组(P<0.05),自我理毛次数显著少于对照组(P<0.05),两组小鼠跟随同伴和区域探索次数的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论抑制孤独症谱系障碍模型BTBR小鼠的中枢mTORC1信号通路能明显改善其社交障碍和刻板动作,该小鼠的孤独症谱系障碍样表现与其中枢异常激活的mTORC1信号通路明显相关。

Epothilone D对体外培养的BTBR小鼠皮质神经元兴奋性突触结构的影响

目的 :探讨微管稳定剂埃博霉素D(Epo D)对孤独症谱系障碍BTBR小鼠皮质神经元兴奋性突触结构的影响及机制。方法 :体外培养BTBR小鼠原代大脑皮质神经元,免疫荧光法检测所培养神经元的纯度;培养至相对成熟的BTBR小鼠皮质神经元随机分为实验组(Epo D组)、溶剂对照组(0.1%DMSO)干预24 h,再冷处理90min后行微管免疫荧光染色,观察微管的形态变化;免疫印迹检测微管稳定的标志蛋白(acetyl-tubulin、α-tubulin)、微管相关蛋白(MAP2、STOP)的表达,及兴奋性突触结构前、后膜标志蛋白(VGLUT1、PSD95)、兴奋性谷氨酸受体相关蛋白(GluN2B、mGluR5)的表达水平。结果 :与对照组相比,10 nmol/L的Epo D可增加BTBR小鼠皮质神经元微管的冷稳定性及微管稳定的标志蛋白、微管相关蛋白的表达;可以增加BTBR小鼠皮质神经元兴奋性突触结构、兴奋性谷氨酸受体相关蛋白的表达,差异均有统计学意义。结论 :微管稳定剂Epo D能改善体外培养的BTBR小鼠皮质神经元兴奋性突触结构,其机制可能与增加微管稳定性有关。

STOP基因慢病毒载体转染BTBR小鼠少突胶质前体细胞的方法

目的为在体外考察微管结合蛋白STOP对孤独症谱系障碍BTBR小鼠少突胶质细胞髓鞘形成的影响,建立一种较高纯化率的BTBR小鼠大脑皮质少突胶质前体细胞的原代培养方法,利用慢病毒载体建立一种高转染效率的BTBR小鼠大脑皮质少突胶质前体细胞过表达STOP基因的转染方法。方法以BTBR乳鼠作为实验对象,每次取6~10只,独立重复3次,0.25%胰蛋白酶消化制备成单细胞悬液,采用免疫磁珠细胞分选法获得原代少突胶质前体细胞。取原代培养的少突胶质前体细胞,利用我们前期构建的STOP基因载体进行转染实验,转染72~96 h后,在荧光显微镜下观察细胞携带荧光的显色情况。结果采用免疫磁珠细胞分选法提取的BTBR小鼠大脑皮质原代少突胶前体细胞在48 h后基本完全贴壁,细胞生长状态好,培养第5天,免疫荧光法鉴定显示,细胞纯度极高可达95%。建立了一种转染效率较高的BTBR小鼠原代少突胶质前体细胞的慢病毒转染方法,高内涵显微镜拍摄后显示,细胞荧光表达明显,将少突胶质前体细胞的慢病毒转染率提高到60%~70%。结论成功分选培养获得纯度较高的BTBR小鼠大脑皮质原代少突胶质前体细胞,成功建立了一种转染率较高的慢病毒感染BTBR小鼠大脑皮质原代少突胶质前体细胞的方法。

BTBR小鼠动物模型在孤独症研究中的作用

孤独症研究所采用的动物模型包括基于可疑突变基因构建的动物模型和基于环境影响因素构建的动物模型.近交系BTBR小鼠自身的行为学表型与孤独症的三大核心临床症状一致,表现为低的社交行为,异常的超声波发声行为,高度重复的自我理毛行为,是孤独症研究较好的动物模型.愈来愈多的研究利用BTBR小鼠动物模型进行药物靶标的筛选.现对BTBR小鼠在孤独症研究中的进展作一介绍.

孤独症谱系障碍动物模型研究进展

孤独症谱系障碍(austim spectrum disorder,ASD)近来全球发病率不断升高,但该病的病因及发病机制尚未明确,从动物模型出发探索疾病的病因及发病机制是必然趋势。国内对本病的认识及动物模型研究相对滞后,国际上ASD动物模型可大概分为基因遗传模型、特发性动物模型及调控环境因素动物模型三大类,其中基因遗传模型较多,但研究针对性过强;特发性模型中的BTBR模型及调控环境因素模型中的丙戊酸诱导模型能够较好地呈现ASD典型临床症状及部分病理学特征,为当前主要应用模型。ASD的研究尚缺乏完整符合结构有效性、表面有效性、预测有效性的理想动物模型。

生物紊动床内短程硝化过程研究

采用生物紊动床反应器(BTBR),分别研究了氨氮浓度、溶解氧浓度和有机物浓度对硝化过程的影响,以及不同条件下短程硝化的实现方法及特点。试验结果表明,通过高浓度游离氨对硝化菌选择性抑制所获得的亚硝酸盐积累是不稳定的;在0.5￣1.0mg/L溶解氧下,DO成为增殖的限制基质,可实现亚硝酸盐稳定的积累;当进水NH+4-N为300mg/L时,出水硝态氮中亚硝酸盐氮比例稳定在80%以上。在DO浓度为2￣3mg/L的条件下,有机物浓度为200m gTOC/L时对硝化作用影响不大;DO浓度为0.5￣1.0mg/L、TOC为100mg/L时硝化系统即受到破坏。