Hypoxie verändert miRNAs-Spiegel, die an der nicht-Mendelschen Vererbung der Autismus-Spektrum-Störung bei Mäusen beteiligt sind

Ecma Güvenilir; Zeynep Yilmaz Şükranli; Mai R. S. Abusalim; Aslı Okan Oflamaz; Züleyha Doğanyiğit; Kemal Erdem Başaran; Mehmet Dolanbay; Minoo Rassoulzadegan; Serpil Taheri

doi:10.3791/68435

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Methodenartikel

Hypoxie verändert miRNAs-Spiegel, die an der nicht-Mendelschen Vererbung der Autismus-Spektrum-Störung bei Mäusen beteiligt sind

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DOI:

10.3791/68435

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11. Juli 2025

Ecma Güvenilir¹ , Zeynep Yilmaz Şükranli²^,³ , Mai R. S. Abusalim¹^,² , Aslı Okan Oflamaz⁴ , Züleyha Doğanyiğit⁴ , Kemal Erdem Başaran²^,⁵ , Mehmet Dolanbay⁶ , Minoo Rassoulzadegan²^,⁷^,⁸ , Serpil Taheri²^,³

¹Gevher Nesibe Genome and Stem Cell Institute, Erciyes University, ²Betül Ziya Eren Genome and Stem Cell (GENKÖK) Center, Erciyes University, ³Department of Medical Biology, Erciyes University, ⁴Department of Histology and Embryology, Yozgat Bozok University, ⁵Department of Physiology, Erciyes University, ⁶Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of Medicine, Erciyes University, ⁷University of Nice Sophia Antipolis, ⁸Department of Medical Genetics, Erciyes University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um Hypoxie bei neugeborenen Mäusen zu induzieren, indem sie in kontrollierten Umgebungen mit unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen verabreicht werden. Mausmodelle, die bei der Geburt Sauerstoffschwankungen ausgesetzt waren, haben die Expression von miRNAs, die an der Induktion von phänotypischen Verhaltensänderungen wie Autismus beteiligt sind, dauerhaft variiert.

Zusammenfassung

Hypoxie kann in unterschiedlichem Ausmaß aus verschiedenen Gründen während der perinatalen Periode auftreten und die Entwicklung beeinträchtigen. Unser Ziel ist es, die Folgen einer leichten bis schweren neonatalen Hypoxie bei Mäusen zu untersuchen, wobei wir uns auf ihren möglichen Zusammenhang mit neurodegenerativen fetalen Hirnfunktionsstörungen im Zusammenhang mit der Autismus-Spektrum-Störung (ASD) konzentrieren.

Wir induzierten Hypoxie bei neugeborenen Mäusen, indem wir sie in kontrollierten Umgebungen mit unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen abgaben. Die Ergebnisse zeigten erhöhte HIF-1α-Spiegel (ein Marker für Hypoxie) in der Großhirnrinde und im Hippocampus sowie eine erhöhte Neurodegeneration in diesen Regionen. Darüber hinaus beobachteten wir eine veränderte Expression von ASD-verwandten miRNAs (miR-19a-3p, miR-361-5p, miR-150-5p, miR-126-3p und miR-499a-5p) in hypoxischen Gruppen, was mit früheren Ergebnissen in Human- und Tiermodellen von ASD übereinstimmt. Diese molekularen Veränderungen wurden von Verhaltensänderungen wie verminderter Bewegung, Geschwindigkeit, sozialer Interaktion und sich wiederholendem Verhalten begleitet, sowie von einer erhöhten Tendenz, bei Mäusen, die hypoxischen Bedingungen ausgesetzt waren, Eckensuchverhalten zu zeigen. Obwohl Verhaltens- und molekulare Veränderungen in der 12%-_O2-Gruppe (leichte Hypoxie) nachweisbar waren, wurden die ausgeprägtesten Veränderungen in den schwereren Hypoxie-Gruppen mit 10%_O2 und 8%_O2 beobachtet.

Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass neonatale Hypoxie dauerhafte molekulare Veränderungen induzieren kann, die mit neurodegenerativen Erkrankungen verbunden sind, mit Verhaltensfolgen. Darüber hinaus kann selbst bei einer normalen Geburt die Exposition gegenüber Hypoxie während der frühen Entwicklung das Gedächtnis und das Lernen beeinträchtigen. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer Früherkennung und Intervention bei Neugeborenen, die Hypoxie ausgesetzt sind, um langfristige neurologische Probleme zu verhindern. Der miRNA-Spiegel wird während der Entwicklung reguliert, und ihre Veränderungen in Geweben, insbesondere in Keimzellen, stellen einen Risikofaktor für die nächste Generation dar. Die Analysen bilden eine Grundlage für die Untersuchung der Regulationswege, die funktionelle und Verhaltensänderungen unter Hypoxie beeinflussen.

Einleitung

Hypoxie, die als Zustand des Sauerstoffmangels definiert ist, kann einzigartige zelluläre und molekulare Reaktionen hervorrufen, die für das Verständnis ihrer Rolle bei verschiedenen Pathologien entscheidend sind. Es kann Entwicklungssequenzen stören, was zu molekularen, zellulären und neuronalen Veränderungen und Verletzungen führt. Darüber hinaus unterbricht eine frühe Exposition gegenüber Hypoxie die Entwicklung des Zentralnervensystems (ZNS), wodurch die axonale Konnektivität und die Synapsenentwicklung beeinträchtigt^{werden 1}.

Obwohl gezeigt wurde, dass Hypoxie nachteilige Auswir....