Name: 缺氧改变参与小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传的 miRNAs 水平 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-11T13:20:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: 探索新生期缺氧对小鼠脑发育和行为的影响，揭示其与自闭症谱系障碍相关的分子机制。该研究通过行为测试和qPCR分析，识别潜在的microRNA生物标志物，强调早期干预对改善长期神经发育结局的重要性。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

本研究由土耳其科学技术研究理事会（TÜBİTAK）资助，作者感谢塞拉莱廷·戈克塔什（转基因动物设施）和生物学家塞尔达·塔什德米尔（行为学实验室）。

<ol><li>Bonkowsky, J. L., Son, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+and+connectivity+in+the+developing+vertebrate+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Dis+Model+Mech%22%5BJournal%5D)">Hypoxia and connectivity in the developing vertebrate nervous system.</a> Dis Model Mech. 11 (12), dmm037127(2018).</li>
<li>Dunwoodie, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+hypoxia+in+development+of+the+mammalian+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cell%22%5BJournal%5D)">The role of hypoxia in development of the mammalian embryo.</a> Dev Cell. 17 (6), 755-773 (2009).</li>
<li>Beck, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+worldwide+incidence+of+preterm+birth%3A+a+systematic+review+of+maternal+mortality+and+morbidity%5BTitle%5D)+AND+%22Bull+World+Health+Organ%22%5BJournal%5D)">The worldwide incidence of preterm birth: a systematic review of maternal mortality and morbidity.</a> Bull World Health Organ. 88 (1), 31-38 (2010).</li>
<li>Milash, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+dysynchrony+in+brain+connectivity+gene+expression+following+hypoxia%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">Temporal dysynchrony in brain connectivity gene expression following hypoxia.</a> BMC Genomics. 17 (1), 334(2016).</li>
<li>Adachi, K., Umezaki, H., Kaushal, K. M., Ducsay, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+hypoxia+alters+ovine+fetal+endocrine+and+physiological+responses+to+hypotension%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul+Integr+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">Long-term hypoxia alters ovine fetal endocrine and physiological responses to hypotension.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 287 (1), R209-R217 (2004).</li>
<li>Imamura, T., Umezaki, H., Kaushal, K. M., Ducsay, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+hypoxia+alters+endocrine+and+physiologic+responses+to+umbilical+cord+occlusion+in+the+ovine+fetus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Soc+Gynecol+Investig%22%5BJournal%5D)">Long-term hypoxia alters endocrine and physiologic responses to umbilical cord occlusion in the ovine fetus.</a> J Soc Gynecol Investig. 11 (3), 131-140 (2004).</li>
<li>Fajersztajn, L., Veras, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia%3A+from+placental+development+to+fetal+programming%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Res%22%5BJournal%5D)">Hypoxia: from placental development to fetal programming.</a> Birth Defects Res. 109 (17), 1377-1385 (2017).</li>
<li>Ruas, J. L., Poellinger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia-dependent+activation+of+HIF+into+a+transcriptional+regulator%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Hypoxia-dependent activation of HIF into a transcriptional regulator.</a> Semin Cell Dev Biol. 16 (4-5), 514-522 (2005).</li>
<li>Mukandala, G., Tynan, R., Lanigan, S., O'Connor, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+hypoxia+and+inflammation+on+synaptic+signaling+in+the+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">The effects of hypoxia and inflammation on synaptic signaling in the CNS.</a> Brain Sci. 6 (1), 6(2016).</li>
<li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+networks+associated+with+non-syndromic+intellectual+disability%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurogenet%22%5BJournal%5D)">Gene networks associated with non-syndromic intellectual disability.</a> J Neurogenet. 32 (1), 6-14 (2018).</li>
<li>Fattuoni, C., Palmas, F., Noto, A., Fanos, V., Barberini, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perinatal+asphyxia%3A+a+review+from+a+metabolomics+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Perinatal asphyxia: a review from a metabolomics perspective.</a> Molecules. 20 (4), 7000-7016 (2015).</li>
<li>Locci, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+perinatal+asphyxia+by+metabolomics%5BTitle%5D)+AND+%22Metabolites%22%5BJournal%5D)">Exploring perinatal asphyxia by metabolomics.</a> Metabolites. 10 (4), 141(2020).</li>
<li>De Haan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+and+cognitive-behavioural+development+after+asphyxia+at+term+birth%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Sci%22%5BJournal%5D)">Brain and cognitive-behavioural development after asphyxia at term birth.</a> Dev Sci. 9 (4), 350-358 (2006).</li>
<li>Armstrong-Wells, J., Bernard, T. J., Boada, R., Manco-Johnson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurocognitive+outcomes+following+neonatal+encephalopathy%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroRehabilitation%22%5BJournal%5D)">Neurocognitive outcomes following neonatal encephalopathy.</a> NeuroRehabilitation. 26 (1), 27-33 (2010).</li>
<li>Gardener, H., Spiegelman, D., Buka, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prenatal+risk+factors+for+autism%3A+comprehensive+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Prenatal risk factors for autism: comprehensive meta-analysis.</a> Br J Psychiatry. 195 (1), 7-14 (2009).</li>
<li>Hicks, S. D., Middleton, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+review+of+microRNA+expression+patterns+in+autism+spectrum+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">A comparative review of microRNA expression patterns in autism spectrum disorder.</a> Front Psychiatry. 7, 176(2016).</li>
<li>Cassidy, F. C., Charalambous, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+imprinting%2C+growth+and+maternal-fetal+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">Genomic imprinting, growth and maternal-fetal interactions.</a> J Exp Biol. 221 (Suppl_1), jeb164517(2018).</li>
<li>Serocki, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((miRNAs+regulate+the+HIF+switch+during+hypoxia%3A+a+novel+therapeutic+target%5BTitle%5D)+AND+%22Angiogenesis%22%5BJournal%5D)">miRNAs regulate the HIF switch during hypoxia: a novel therapeutic target.</a> Angiogenesis. 21 (2), 183-202 (2018).</li>
<li>Ozkul, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+heritable+profile+of+six+miRNAs+in+autistic+patients+and+mouse+models%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">A heritable profile of six miRNAs in autistic patients and mouse models.</a> Sci Rep. 10 (1), 9011(2020).</li>
<li>Siniscalco, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autism+spectrum+disorders%3A+is+mesenchymal+stem+cell+personalized+therapy+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Autism spectrum disorders: is mesenchymal stem cell personalized therapy the future.</a> J Biomed Biotechnol. 2012, 480289(2012).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

围产期缺氧是一种主要的新生儿健康问题，可通过干扰关键的发育过程，导致分子、细胞和神经元层面的改变，并与多种神经发育障碍相关，包括自闭症谱系障碍（ASD）1。尽管重度缺氧的即时效应已被广泛研究，但围产期轻度至中度缺氧的长期后果仍知之甚少。本研究旨在填补这一空白，通过考察新生儿缺氧后的神经行为学和分子学结局，揭示了这两个领域中的显著改变。为实现这一目标，我们建立了一种多层次的小鼠新生儿缺氧模型，并进行了全面的组织病理学、行为学和分子学分析。该实验方案旨在模拟临床环境中常见的轻度至中度缺氧事件，这类事件致死性较低，但仍可引发持久的影响。
本方案中的关键步骤是通过在分娩期间将怀孕小鼠暴露于特定的低氧环境中，以诱导产前/产后低氧，随后对部分新生小鼠额外进行5分钟的低氧暴露。该方法使我们能够系统地研究不同程度的低氧及其对神经发育的影响，同时优化暴露时机，以在保证存活率的前提下获得可测量的分子和行为学效应。对新生小鼠脑组织的组织病理学检查包括缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）的免疫组织化学染色，以确认低氧诱导及细胞应激反应。在小鼠2月龄时进行的行为...

缺氧被定义为一种氧气缺乏的状态，可引发独特的细胞和分子反应，这些反应对于理解其在多种病理过程中的作用至关重要。缺氧会扰乱发育过程，导致分子、细胞和神经元层面的改变与损伤。此外，早期暴露于缺氧环境会干扰中枢神经系统（CNS）的发育，损害轴突连接和突触形成1。
此外，尽管低氧已被证明对中枢神经系统（CNS）的发育具有不利影响，但在特定条件下（如胚胎发生期间），它也可能发挥重要的生理作用。生理性低氧是指在胚胎发育过程中，氧水平自然处于较低状态，且这种状态对发育有益。该过程可通过促进无氧代谢使胚胎细胞产生能量，通过加速血管生成支持循环系统的发育，确保心脏和骨骼的正常发育，并刺激神经嵴细胞的迁移2。相反，若低氧发生在其生理环境之外，则可能对发育和整体健康产生不利影响，包括胚胎发育异常，可能导致早产甚至胚胎致死1。因此，低氧是一个重要的公共卫生问题，因为在正常分娩过程中，许多新生儿都会经历低氧状态，而护理人员或医务人员往往未能及时察觉3。此外，与低氧相关的神经元连接改变还与神经发育障碍相关，包括自闭症谱系障碍（ASD）和智力障碍1。
从分子角度来看，缺氧可通过改变调控突触功能的基因表达，影响神经发育，从而破坏神经元连接，并促进神经发育障碍的发生4。
临床上，新生儿缺氧通过激素和代谢途径影响中枢神经系统（CNS）的发育1。在急性缺氧发生时，下丘脑迅速释放促肾上腺皮质激素释放激素和精氨酸加压素，进而促使腺垂体释放促肾上腺皮质激素，随后激活胎儿肾上腺皮质产生糖皮质激素，其反应程度与缺氧的强度和持续时间相关。下丘脑-垂体-肾上腺&#160;（HPA）轴对急性应激的这一快速反应，凸显了糖皮质激素在调控相关基因表达、蛋白质合成和细胞代谢过程中，限制应激生理影响并维持胎儿内环境稳态的关键作用5,6。
正常氧水平降低会激活多种缺氧应答反应，其中大多数反应由转录因子缺氧诱导因子（Hypoxia-Inducible Factors, HIFs）和细胞氧传感器（如脯氨酰羟化酶，prolyl hydroxylases, PHDs）调控1。HIF-1 是 O2 稳态的调节因子，体外（in vitro）研究表明其由 HIF-1α 和 HIF-1β 两个亚基组成的异源二聚体78。在缺氧条件下，复合物中氢原子被羟基取代的反应减弱，导致 HIF-1α 积累，并与 HIF-1β 形成二聚体。随后，HIF-1 二聚体转位至细胞核，激活数百个基因的转录1。
神经元对氧气的依赖性使其特别容易受到缺氧应激的影响。因此，缺氧可通过损害轴突导向和突触发育，对脑生理功能产生显著影响，并对神经元功能造成长期后果9。这些神经元连接的改变可能增加多种神经发育障碍的风险，例如自闭症谱系障碍（ASDs）和智力障碍9,10。
围产期窒息是指在分娩过程中发生的缺氧，可由多种围产期事件引起，例如母胎出血、脐带受压、胎盘并发症、子宫破裂、肩难产或新生儿未能成功进行首次呼吸。这一严重事件每年在全球范围内影响约四百万新生儿，并导致一百万例新生儿死亡11,12,13。尽管大多数婴儿能够存活于缺氧事件，但部分患儿会发展为缺氧缺血性脑病，进而引发永久性神经系统问题，如癫痫发作障碍、脑性瘫痪、认知发育迟缓和运动功能缺陷。此外，窒息和缺血还可能导致多个器官和系统功能障碍，包括中枢神经系统（28%）、心血管系统（25%）、肾脏（50%）和肺脏（23%）11。
此外，脑血管系统的不成熟以及自主调节功能较差是导致新生儿易发生缺血风险的因素。在这些过程中，炎症和氧化应激是新生儿缺氧缺血性损伤及相关细胞死亡机制的主要介质。异常的细胞凋亡可能使发育中的大脑面临运动和认知功能障碍的风险14。
鉴于自闭症谱系障碍（ASD）的复杂性，有必要了解其潜在的遗传基础，这些遗传基础似乎具有多基因结构，以及决定其发展的环境因素。特别是，ASD的多基因基础提示其病因是多因素的，即遗传易感性与包括缺氧在内的外部因素相互作用。同卵双胞胎中观察到的60%–92%的同病率凸显了遗传因素的重要性，而异病率则表明环境因素也发挥作用。自闭症的患病率估计为13/10,000，且近年来这一比率被认为有所上升15。研究支持孕期暴露于环境因素可能增加自闭症风险的假说，但由于诊断标准、对照组、样本量和暴露评估方法的不同，这些研究的结果常常不一致15,16。
尽管独特的神经病理学发现尚不明确，但研究揭示了大脑存在微观和功能异常。这些异常提示，与病因相关的关键时期可能是在宫内，且发病过程可能始于产前阶段15。妊娠期间的暴露是关于自闭症潜在危险因素的流行病学研究的主要关注点。特别是，产科并发症可能增加自闭症谱系障碍（ASD）风险的假设已得到许多研究的支持，但这些影响的程度和后果在不同研究之间存在差异17。
除了遗传因素外，表观遗传机制在缺氧条件下调控基因表达中也起着关键作用。值得注意的是，miRNA 在细胞对缺氧的响应中是一种重要的调控机制，例如其对 HIF 的影响。在缺氧早期阶段，miRNA 水平的特定变化可促进 HIF-1 的积累，并维持 HIF-2 和 HIF-3 水平的稳定18。尽管在缺氧和缺血条件下许多 miRNA 的表达谱均发生改变，但仅有少数缺氧相关 miRNA 被证实具有功能作用并影响 HIF 的表达。这解释了为何不同的人体组织由于 miRNA 表达具有组织特异性，因而对缺氧的响应存在差异18。
新兴数据还表明，特定的miRNA与自闭症谱系障碍（ASD）的病理机制有关。在我们之前的研究中，我们发现miR-19a-3p、miR-361-5p、miR-150-5p、miR-126-3p和miR-499a-5p（这些miRNA已知在癌症中调控细胞存活、分化和应激反应）在ASD患者中表现出异常表达，可能影响神经发育结局。随后，我们在ASD小鼠模型的血液、下丘脑和精子样本中验证了这些结果，显示出基因调控变化与该疾病之间存在一致的关联19。这些结果表明，这些miRNA在生长和发育关键阶段的下调可能对ASD等疾病的发展产生显著影响。这进一步证明了新生儿缺氧对分子和行为特征的深远影响。
在本研究中，我们检测了轻度至中度新生儿缺氧对成年后患自闭症风险的影响。为此，我们让新生小鼠暴露于不同水平的缺氧环境中。结果表明，出生时经历缺氧的小鼠在成年后表现出行为改变，更重要的是，在分子水平上呈现出与自闭症谱系障碍（ASD）相关的异常。因此，我们的研究结果为缺氧的长期影响提供了有价值的信息。

<table><tbody><tr><td>(-20 &amp;deg;C) 冰箱</td><td>Siemens&amp;nbsp;</td><td>KD86NAWE0N</td><td></td></tr><tr><td>(+4 &amp;deg;C) 冷却块</td><td>Antagen Bioscience</td><td>https://antagen.net/product/384-well-pcr-plate-rack-cat-rkp384/</td><td></td></tr><tr><td>(+4 &amp;deg;C) 冰柜</td><td>Siemens&amp;nbsp;</td><td>KD86NAWE0N</td><td></td></tr><tr><td>(-20 &amp;deg;C) 冷却块</td><td>Cleaver Sientific</td><td>https://www.cleaverscientific.com/electrophoresis-products/coolcube-storage-rack/</td><td></td></tr><tr><td>无水乙醇</td><td>Merck</td><td>1070172511</td><td></td></tr><tr><td>乙酸铵</td><td>Sigma</td><td>238074-500G</td><td></td></tr><tr><td>分析天平</td><td>&amp;nbsp;Adam Equipment</td><td>LAB214i</td><td></td></tr><tr><td>氯仿</td><td>Merck</td><td>1024451000</td><td></td></tr><tr><td>柠檬酸&amp;nbsp;</td><td>Merck</td><td>100241</td><td></td></tr><tr><td>计算机</td><td>HP</td><td>https://www.hp.com/us-en/shop/pdp/hp-all-in-one-24-cr1000t-238-9p2v3av-1</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Sigma</td><td>E9884-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Entellan&amp;nbsp;</td><td>Merck</td><td>107961</td><td></td></tr><tr><td>伊红</td><td>Merck</td><td>109844</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf 管 (1.5 mL)</td><td>?solab</td><td>078.03.021</td><td></td></tr><tr><td>Ethovision 系统</td><td>Noldus</td><td>https://noldus.com/ethovision-xt</td><td></td></tr><tr><td>恒温干燥箱</td><td>NUVE</td><td>EN 400/500 N/A</td><td></td></tr><tr><td>Falcon 管 (15 mL)</td><td>Isolab</td><td>078.02.001</td><td></td></tr><tr><td>甲醛</td><td>Merck</td><td>104002</td><td></td></tr><tr><td>热成像相机</td><td>Samsung</td><td>SC2000</td><td></td></tr><tr><td>苏木精</td><td>Merck</td><td>105175</td><td></td></tr><tr><td>HIF-1&amp;alpha; 抗体</td><td>Bioss</td><td>bs-20398R&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>缺氧培养舱&amp;nbsp;</td><td>Biospherix</td><td>A-Chamber</td><td></td></tr><tr><td>异丙醇</td><td>Merck</td><td>1096342511</td><td></td></tr><tr><td>Light Cycler 480 II</td><td>Roche</td><td>5015278001</td><td></td></tr><tr><td>大理石埋藏实验笼</td><td>Vishnu&amp;nbsp;</td><td>https://guide.labanimal.com/product/standard-housing-stainless-steel</td><td></td></tr><tr><td>微量离心管 (1.5 mL)</td><td>Greiner</td><td>616201</td><td></td></tr><tr><td>移液器吸头 (100 &amp;micro;L)</td><td>Greiner</td><td>774353</td><td></td></tr><tr><td>移液器吸头 (1000 &amp;micro;L)</td><td>Greiner</td><td>778353</td><td></td></tr><tr><td>移液器 (10 &amp;micro;L)</td><td>Gilson</td><td>FD10001</td><td></td></tr><tr><td>移液器 (100 &amp;micro;L)</td><td>Gilson</td><td>FD10004</td><td></td></tr><tr><td>移液器 (1000 &amp;micro;L)</td><td>Gilson</td><td>FD10003</td><td></td></tr><tr><td>移液器吸头 (10 &amp;micro;L)</td><td>Greiner</td><td>772353</td><td></td></tr><tr><td>移液器 (2 &amp;micro;L)</td><td>Gilson</td><td>GFAM00064</td><td></td></tr><tr><td>显微镜</td><td>Olympus</td><td>Bx53</td><td></td></tr><tr><td>miRCURY LNA RT 试剂盒 (cDNA 合成试剂盒)</td><td>Qiagen</td><td>339340</td><td></td></tr><tr><td>miRCURY LNA SYBR Green PCR 试剂盒</td><td>Qiagen</td><td>339346</td><td></td></tr><tr><td>多孔板</td><td>Roche</td><td>4729692001</td><td></td></tr><tr><td>纳米分光光度计</td><td>Shimadzu</td><td>C101-E112</td><td></td></tr><tr><td>新物体识别实验装置</td><td>Global Biotech</td><td>137</td><td></td></tr><tr><td>旷场实验装置</td><td>Global Biotech</td><td>117</td><td></td></tr><tr><td>Oxycycler&amp;nbsp;</td><td>Biospherix</td><td>A42OC</td><td></td></tr><tr><td>石蜡&amp;nbsp;</td><td>Leica&amp;nbsp;</td><td>39602012</td><td></td></tr><tr><td>PBS 片剂</td><td>Sigma</td><td>P4417-50TAB</td><td></td></tr><tr><td>PCR 仪</td><td>Sensoquest</td><td>T3-0140</td><td></td></tr><tr><td>板式离心机</td><td>Peqlab</td><td>91-PSPIN-P</td><td></td></tr><tr><td>Prism</td><td>GraphPad</td><td>https://www.graphpad.com/</td><td></td></tr><tr><td>蛋白酶 K</td><td>Sigma</td><td>P6556-10MG</td><td></td></tr><tr><td>QIAzol 裂解试剂</td><td>Qiagen</td><td>79306</td><td></td></tr><tr><td>SDS</td><td>Sigma</td><td>8170342500</td><td></td></tr><tr><td>二抗&amp;nbsp;</td><td>Abcam</td><td>A0545-1ML</td><td></td></tr><tr><td>社交互动实验三室装置</td><td>Global Biotech</td><td>118</td><td></td></tr><tr><td>离心机</td><td>Gilson</td><td>PMC880</td><td></td></tr><tr><td>注射器 (2 mL)</td><td>Baybi</td><td>https://beybi.com.tr/urunler/medikal-urunler/medikal-sarf-malzemeleri/parcali-enjektorler</td><td></td></tr><tr><td>尾悬吊实验装置</td><td>自制，可在 Harvard Apparatus 找到类似产品</td><td>自制，可在 (https://www.harvardapparatus.com/tail-suspension-test.html) 找到类似产品</td><td></td></tr><tr><td>恒温混匀仪</td><td>Eppendorf</td><td>#5355</td><td></td></tr><tr><td>Trizma 碱</td><td>Sigma</td><td>1503-1KG</td><td></td></tr><tr><td>涡旋振荡器</td><td>Heidolph</td><td>541-10000-00-1</td><td></td></tr><tr><td>二甲苯&amp;nbsp;</td><td>Isolab&amp;nbsp;</td><td>9,90,01,92,501</td><td></td></tr></tbody></table>

缺氧改变小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传相关mirna水平

Hypoxia Alters miRNAs Levels Involved in Non-Mendelian Inheritance of Autism Spectrum Disorder in Mice

围产期由于不同原因可能导致不同程度的缺氧，从而影响发育。本研究旨在探讨小鼠新生儿期轻度至重度缺氧的后果，重点关注其与自闭症谱系障碍（ASD）相关的神经退行性胎儿脑功能障碍之间的潜在联系。
我们通过在不同氧浓度的可控环境中培育新生小鼠来诱导其缺氧。结果显示，缺氧小鼠大脑皮层和海马体中HIF-1α（缺氧标志物）水平升高，且这些区域的神经退行性变增加。此外，我们观察到缺氧组中与自闭症谱系障碍（ASD）相关的miRNA表达发生改变（包括miR-19a-3p、miR-361-5p、miR-150-5p、miR-126-3p和miR-499a-5p），这与既往在人类及动物ASD模型中的研究结果一致。这些分子改变伴随有行为学变化，例如活动量减少、运动速度下降、社交互动减少以及重复性行为增加，同时在经历缺氧条件的小鼠中还表现出更强的趋角行为倾向。尽管在12% O2组（轻度缺氧）中已可检测到行为和分子层面的变化，但更显著的变化出现在更严重的缺氧组，即10% O2和8% O2组。
总体而言，研究结果表明，新生儿缺氧可引发与神经退行性疾病相关的持久性分子改变，并导致行为后果。此外，即使在正常分娩情况下，早期发育阶段暴露于缺氧环境也可能损害记忆和学习能力。这些结果凸显了对暴露于缺氧的新生儿进行早期检测和干预的必要性，以预防长期的神经系统问题。miRNA 的水平在发育过程中受到调控，其在组织中（尤其是在生殖细胞中）的改变构成了对下一代的风险因素。这些分析为研究缺氧条件下影响功能和行为变化的调控通路提供了基础。

在本研究中，怀孕的Balb/c小鼠在分娩期间暴露于8% O2（重度）、10% O2（中度）和12% O2（轻度）的低氧环境中，并在出生后继续维持相应的低氧条件5分钟，以建立轻度、中度和重度新生儿低氧模型。假手术对照组小鼠则在常氧（21% O2）条件下分娩，随后在标准饲养条件下饲养。这有助于分离不同氧浓度对小鼠的真实影响，确保实验结果的有效性。
建立新生小鼠缺氧模型后，处死一组新生小鼠进行免疫组织化学染色（HIF1α 和 H&E 染色），以检测缺氧暴露对新生小鼠脑组织的影响。对剩余小鼠在2月龄时进行行为学测试。行为学测试完成后，处死小鼠并进行全脑组织病理学评估，检测海马组织和血液样本中 miR-19a-3p、miR-361-5p、miR-150-5p、miR-126-3p 和 miR-499a-5p 的表达谱。
免疫组织化学分析显示，在缺氧条件下，新生脑组织中HIF1-α的表达水平升高<br...

本文介绍了一种通过在可控且氧浓度可变的环境中分娩，以在新生小鼠中诱导缺氧的实验方案。出生时经历氧浓度变化的小鼠模型，其参与诱导自闭症等行为表型改变的miRNA表达水平发生了持久性变化。

缺氧改变小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传相关miRNA水平

围产期由于不同原因可能导致不同程度的缺氧，从而影响发育。本研究旨在探讨轻度缺氧的后果……

我们研究了不同程度的新生儿缺氧对小鼠大脑发育、行为以及自闭症相关分子改变的影响，强调了缺氧严重程度的依赖性效应及早期干预的必要性。研究已将新生儿缺氧与自闭症相关的大脑改变联系起来。目前的研究重点正转向重新利用靶向神经炎症和神经免疫功能障碍的药物，以预防神经元损伤和长期认知衰退。我们采用缺氧舱、qPCR、行为追踪和显微镜技术来监测新生儿大脑中的分子和结构变化。一个关键挑战是由于自闭症谱系障碍（ASD）的复杂性，将microRNA失调等分子变化转化为行为表型。研究的局限性包括物种差异、缺乏性别特异性分析，以及难以控制缺氧治疗的条件。本研究表明，即使是轻度的新生小鼠缺氧也会导致持久的行为和分子改变，包括依赖性效应及潜在的 microRNA 生物标志物，这强调了早期检测和整合分析的重要性。首先，设计实验时应包含四个组别，即三个缺氧组和一个假手术对照组。将健康的雌性小鼠与健康的雄性小鼠交配，以获得怀孕的雌性小鼠。在胚胎发育第21.5天前72小时，将怀孕小鼠转移至低氧实验室，并开始对其进行监测。在分娩时将母鼠放入低氧舱中。根据每组的实验要求，调节每个低氧舱中的氧气浓度。从每组中选取两只新生小鼠，以确认缺氧诱导的损伤并确定性别。进行新物体识别实验时，将一只两个月大的小鼠放入含有两个相同物体的实验区域，使其自由探索。记录小鼠朝向或与每个物体互动的次数。第二天，将其中一个熟悉物体替换为一个新物体。将小鼠放回实验区域，使其再探索10分钟。进行悬尾实验时，安装摄像机以清晰地监测小鼠行为。然后剪取12厘米长的胶带条，将每条胶带贴在每只小鼠尾巴的末端，胶带位置应距离尾尖2厘米，以确保小鼠安全悬吊。悬吊期间记录小鼠行为6分钟。测试结束后，停止录像，取下小鼠并将其放回饲养笼中。进行弹珠埋藏实验时，将一个空笼子底部铺上5厘米厚的玉米芯垫料。在垫料表面以五行四列的方式均匀放置20颗弹珠。将实验小鼠置于笼子的一角，使其可自由活动并接触整个区域。让小鼠自由探索20分钟，在此期间小鼠可能会将弹珠埋入垫料中。20分钟后，移走小鼠并统计被埋在垫料下的弹珠数量。接着，进行社交互动实验。安装摄像头以清晰地监测小鼠，并使用适当的视频追踪软件将其连接到计算机。设置一个矩形箱体，箱体两侧墙壁各设一扇门，形成三个腔室。在一个腔室内放置一只熟悉实验装置的小鼠所在的笼子，在另一个腔室内放置一只无先前实验经验的小鼠所在的笼子。开始记录，并将实验小鼠放入中间隔室，使其自由探索五分钟。实验结束后将小鼠放回饲养笼中。进行旷场实验时，放置摄像头并将其连接至计算机。然后设置测试区域，并用假想的线条将其划分为16个方格。开始录像，小心地将小鼠放置在区域中央，观察其行为5分钟。实验结束后，停止录像，取出小鼠并将其放回饲养笼中。使用追踪软件测量行为，以评估焦虑水平、运动活动、探索行为和情绪反应。进行莫里斯水迷宫实验时，需在行为学实验室

hypoxia-alters-mirnas-levels-involved-non-mendelian-inheritance

Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

缺氧改变参与小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传的 miRNAs 水平

母体免疫激活（MIA）是自闭症和精神分裂症环境风险因素的一种模型。本文旨在提供在妊娠小鼠中诱导MIA的逐步操作流程，以提高该模型的可重复性。...

使用病毒模拟物聚胞苷酸在妊娠中期诱导小鼠母体免疫激活

micro-RNAs（miRNAs）是一类短小且高度同源的RNA序列，可作为信使RNA（mRNAs）的转录后调控因子。目前的miRNA检测方法在灵敏度和特异性方面存在差异。本文描述了一种结合了 原位...

利用小鼠心脏切片进行组织特异性miRNA表达谱分析 原位 杂交

本文介绍了一种方法，用于评估在动情周期不同阶段暴露于臭氧或过滤空气的小鼠肺组织中miRNA的表达水平，这些miRNA被预测可调控炎症相关基因。...

臭氧暴露小鼠在动情周期中肺部 microRNA 表达谱分析

自闭症谱系障碍（ASD）与社交和沟通行为受损以及重复性行为的出现相关。本文描述了在黑腹果蝇（Drosophila）模型中研究ASD相关基因与行为缺陷之间相互关系的五种行为范式，用于检测社会间距、攻击性、求偶、理毛以及习惯化行为。...

自闭症谱系障碍的Drosophila模型中的行为评估范式

啮齿类动物模型是研究自闭症谱系障碍（ASD）核心行为的有力工具。本文详细阐述了两种用于模拟小鼠ASD核心特征的行为学实验：自我理毛实验，用于评估重复性行为；以及三室社交互动实验，用于记录社交功能障碍。...

评估小鼠类自闭症行为的策略

动态钳电生理技术可用于建立神经元放电缺陷与离子通道功能障碍之间的因果关系。本文介绍了在小鼠小脑浦肯野神经元中应用动态钳的技术与实验方案，并指出了有用的资源和技术注意事项。在一个代表性研究中，我们向Tsc1-/-浦肯野神经元中引入模拟的钠电导，以恢复其重复放电能力。...

动态钳技术用于研究与自闭症相关的神经元兴奋性损伤

本文提供了一种全面的方案，用于建立母体免疫激活（MIA）小鼠模型，以研究妊娠早期炎症对神经发育的影响，包括确保实验可靠性和可重复性的关键指标。...

建立早孕期母体免疫激活小鼠模型以评估产前炎症对神经发育的影响

为了模拟炎症信号如何影响遗传易感生物体的神经发育，我们提供了一种将IL-6微量注射到斑马鱼幼鱼库维埃管（总主静脉）的实验方案，可在结节性硬化症（TSC）背景下实现炎症的可控诱导，并评估其对发育的影响。...

向TSC斑马鱼幼鱼血液中显微注射白细胞介素-6以研究类神经精神障碍行为

本文介绍了如何使用眼动追踪方法来研究文本理解过程中的认知活动。内容包括眼动追踪设备的描述、实验刺激材料的设计方法以及实验操作建议。文中提供的信息适用于大多数使用语言刺激材料的研究。...

利用眼动追踪评估文本理解中的认知过程

尺蠖样运动：自闭症小鼠模型 BTBR T+ Itpr3tf/J 中的一种新型运动刻板行为

探索新生期缺氧对小鼠脑发育和行为的影响，揭示其与自闭症谱系障碍相关的分子机制。该研究通过行为测试和qPCR分析，识别潜在的microRNA生物标志物，强调早期干预对改善长期神经发育结局的重要性。

缺氧改变小鼠自闭症谱系障碍非孟德尔遗传相关miRNA水平

探索更多视频