《IFN-γ 信号通路：母体免疫激活致子代脑室扩大的关键机制》
在神经发育领域，自闭症谱系障碍（ASD）一直是研究的焦点。这是一种复杂的神经发育障碍，主要特征为社交缺陷、重复刻板行为模式。近年来，越来越多的研究表明，母体免疫激活（Maternal Immune Activation，MIA）是 ASD 的重要环境风险因素。当母体在孕期受到感染等因素引发免疫激活时，会产生如白细胞介素 - 6（IL-6）、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）等促炎细胞因子，这些因子能够穿过胎盘屏障，影响胎儿大脑发育，增加子代患神经发育障碍的风险。然而，目前对于这种短暂炎症引发神经发育障碍的病理机制，科学界仍知之甚少。
同时，临床研究发现 ASD 患者血清、血浆和脑脊液中炎症生物标志物水平升高，且儿童 ASD 患者存在脑室扩张现象，脑室扩大程度与行为缺陷严重程度呈正相关。但 ASD 患者脑室扩大的具体病理机制，以及 MIA 是否会通过影响脑脊液循环导致子代小鼠脑室扩大，都有待进一步研究。在这样的背景下，南京医科大学的研究人员开展了相关研究，旨在揭示 MIA 与子代神经发育异常之间的潜在联系，该研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上。
为了深入探究这一问题，研究人员进行了一系列实验。在实验动物方面，选用了 C57/B6J 小鼠和 Sprague-Dawley（SD）大鼠，严格按照实验动物伦理规范进行操作。研究中用到的主要关键技术方法包括：
- RNA 测序（RNA-seq）：对成年 PBS 和 MIA 子代小鼠脉络丛进行 RNA 测序，分析基因表达差异，以探究潜在的分子机制。
- 细胞实验：分离培养原代室管膜细胞（Ependymal Cells，ECs）、脉络丛上皮细胞（Choroid Plexus Epithelial Cells，CHPEs）和巨噬细胞，研究 IFN-γ 对这些细胞的影响。
- 动物模型：构建 MIA 小鼠模型，通过给怀孕小鼠注射聚肌胞苷酸（poly（I:C））模拟母体免疫激活，观察子代小鼠的表型变化。
- 免疫荧光（IF）和免疫组化（IHC）：检测相关蛋白的表达和定位，评估细胞和组织的结构与功能变化。
研究结果如下：
- MIA 子代小鼠表现出脑室扩大的表型：通过磁共振成像（MRI）和苏木精 - 伊红（H&E）染色，研究人员发现成年 MIA 雄性子代小鼠侧脑室显著扩张，且脑室扩大程度与各种 ASD 样行为的严重程度呈正相关。进一步研究发现，MIA 子代小鼠从出生到成年一直存在脑室扩大现象，没有后续的代偿修复过程。
- MIA 引发子代小鼠脉络丛和室管膜的结构和功能异常：利用脑脊液示踪剂伊文思蓝（Evans blue）进行组织学分析，结果显示成年 MIA 子代小鼠脑室系统无阻塞，中脑导水管无畸形。但 MIA 子代小鼠脑脊液生成率更高，脉络丛中炎症细胞因子 IL-1β 和 TNF-α 的 mRNA 水平升高，巨噬细胞积累，血脑脊液屏障（Blood-CSF Barrier，B-CSFB）完整性受损。同时，MIA 子代小鼠室管膜细胞功能和形态异常，脑脊液流动减弱，室管膜细胞分化异常，脑膜淋巴管（meningeal lymphatic vessels，mLVs）引流减少。
- IFN-γ 信号在 MIA 子代小鼠的大脑和血清中增强：RNA 测序分析表明，MIA 子代小鼠脉络丛中与抗病毒和 IFN 信号相关的基因显著上调。通过实时定量 PCR 和酶联免疫吸附试验（ELISA）进一步证实，IFN-γ 信号通路在 MIA 子代小鼠脉络丛和血清中显著增强，且血清 IFN-γ 水平与侧脑室大小呈正相关。
- IFN-γ/Stat1 信号通过激活巨噬细胞损害 CHPE 屏障功能：体外实验发现，IFN-γ 刺激对 CHPEs 紧密连接蛋白表达和分布无直接影响，但通过间接共培养模型发现，IFN-γ 可激活巨噬细胞，使其迁移到 CHPEs，导致 CHPEs 屏障功能受损。使用 Stat1 抑制剂氟达拉滨（Fludarabine，Flu）可抑制巨噬细胞激活，恢复 CHPEs 的屏障功能。
- IFN-γ/Stat1 信号通过抑制 Stat3 激活抑制 EC 分化：对原代 ECs 进行 IFN-γ 处理，发现 IFN-γ 直接抑制 EC 分化，减少多纤毛 ECs 和 Foxj1 阳性细胞数量。机制研究表明，IFN-γ 激活 Stat1，抑制 Stat3 磷酸化，从而抑制 EC 分化。使用 Stat3 抑制剂 Stattic 可消除 Flu 对 IFN-γ 刺激下 EC 分化的恢复作用。
- IFN-γ 信号诱导 MIA 子代小鼠脑室扩大和 ASD 样行为表型：给怀孕小鼠注射 IFN-γ 重组蛋白，子代小鼠出现脑室扩大和 ASD 样行为，脉络丛和室管膜功能异常。而阻断 IFN-γ 信号，可减轻 MIA 子代小鼠的脑室扩大和 ASD 样行为，恢复脉络丛和室管膜的功能和结构。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 IFN-γ 信号通路在 MIA 子代小鼠脑室扩大中的关键作用。IFN-γ 信号增强导致脉络丛和室管膜功能受损，进而引起脑室扩大和 ASD 样行为。这不仅为 ASD 的病理机制研究提供了新的视角，也为神经发育障碍的治疗提供了潜在的治疗靶点。然而，研究也存在一些局限性，如 ASD 与脑室扩大之间的具体因果关系仍需进一步研究，mLV 功能障碍在 MIA 诱导的脑室扩大中的作用、其他调节脑脊液循环的途径以及 IFN-γ 中和抗体的实际应用等问题，都有待后续研究进一步探索。但总体而言，该研究为理解神经发育障碍的发病机制和治疗策略提供了重要的理论依据。
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