建立自闭症样动物模型
通过母体LPS暴露建立自闭症样后代模型，并验证其行为表型。
对妊娠第9.5天的SD大鼠腹腔注射LPS（100 μg/kg）或PBS，后代雄鼠分为LPS组和PBS组，进行旷场实验和三箱社会实验评估自闭症样行为。
关于丁香通
公司信息
个人用户
企业机构
无忧采购 轻松科研
- 移动端
母体LPS暴露增强自闭症样幼年后代前额叶皮层的5-HT水平
Maternal LPS Exposure Enhances the 5-HT Level in the Prefrontal Cortex of Autism-like Young Offspring.
实验完整度
高包含行为实验、ELISA、免疫荧光、RNA-seq、靶向代谢组学、qPCR、Western blot和Golgi染色等多个独立证据层级，并进行了功能验证和机制初探。
主要模型
Sprague-Dawley大鼠自闭症样模型 PBS对照组
重点核对
母体妊娠第9.5天腹腔注射LPS（100 μg/kg）或等量PBS 后代分组：LPS组（n=40，来自6窝）和PBS组（n=40，来自6窝） 幼年后代（2周龄）用于分子检测，成年后代（6-8周龄）用于行为测试 行为测试包括旷场实验和三箱社交实验 mPFC、结肠和血清样本收集后检测5-HT水平及相关基因和蛋白表达
摘要
自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，其特征是社交互动减少、沟通受损和刻板行为。本研究旨在探讨母体脂多糖（LPS）暴露诱导的自闭症样后代内侧前额叶皮层（PFC）中血清素（5-HT）的变化。对怀孕的Sprague-Dawley大鼠腹腔注射LPS以建立自闭症样后代模型。产前暴露于LPS的后代表现出自闭症样行为。母体LPS暴露后，2周龄后代mPFC中的血清素水平显著升高。RNA-seq结果显示，差异表达基因（DEGs）富集在与色氨酸代谢和血清素系统相关的通路中。一致地，2周龄LPS暴露后代的色氨酸和血清素代谢发生改变。5-HT分解代谢酶的mRNA表达水平显著降低或呈降低趋势。此外，母体LPS暴露导致mPFC中血清素1B受体（5-HT1BR）表达水平升高，但色氨酸羟化酶2（TPH2）或血清素再摄取转运体（SERT）无差异。LPS暴露后代血清和结肠中的5-HT浓度升高。同时，母体LPS处理后，结肠中色氨酸羟化酶1（TPH1）的表达水平升高，而SERT降低。此外，高尔基-考克斯染色显示，LPS暴露后代mPFC中神经元树突长度和棘密度显著降低。目前的研究表明，母体LPS治疗导致ASD样幼年大鼠mPFC中5-HT升高，这可能部分是由于其结肠中5-HT代谢异常升高所致。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 母体LPS暴露是否影响自闭症样幼年后代内侧前额叶皮层的5-HT水平及其可能的机制？
- 核心机制
- 母体LPS暴露导致幼年大鼠mPFC中5-HT水平升高，可能与结肠中5-HT代谢异常（TPH1升高、SERT降低）有关，并影响了5-HT1BR受体的表达。
- 主要证据
- ELISA和免疫荧光显示mPFC和血清、结肠中5-HT水平升高；RNA-seq和靶向代谢组学显示色氨酸和5-HT代谢通路改变；qPCR和Western blot显示5-HT分解代谢酶MAOA降低、结肠TPH1升高和SERT降低，mPFC中5-HT1BR升高，而TPH2和SERT无差异；Golgi染色显示树突长度和棘密度降低。
- 研究意义
- 研究为理解早期神经发育过程中5-HT变化的可能机制提供了实验基础。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
检测幼年后代mPFC中5-HT水平
确定母体LPS暴露对幼年后代mPFC中5-HT含量的影响。
通过ELISA和免疫荧光染色检测2周龄后代mPFC中5-HT水平。
分析转录组和代谢组变化
探索母体LPS暴露对mPFC基因表达和色氨酸代谢通路的影响。
对mPFC进行RNA-seq和靶向色氨酸代谢组学分析，筛选DEGs和代谢物变化。
验证5-HT代谢酶和受体表达
确认母体LPS暴露对mPFC中5-HT合成、分解和受体相关基因及蛋白表达的影响。
通过qPCR和Western blot检测mPFC中TPH2、SERT、5-HT1BR、MAOA、AANAT、ASMT的表达。
检测结肠和血清中5-HT及相关蛋白
探究结肠和血清中5-HT水平变化及合成/转运蛋白表达。
通过ELISA检测血清和结肠5-HT浓度，qPCR和Western blot检测结肠TPH1和SERT表达。
观察神经元形态变化
评估母体LPS暴露对mPFC神经元树突形态的影响。
使用高尔基-考克斯染色观察树突长度和棘密度。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物模型建立 | 脂多糖 | Sigma | -- |
| 行为测试 | ANY-Maze视频追踪系统 | ANY-Maze | -- |
| ELISA | 5-HT ELISA试剂盒 | Elabscience | -- |
| 免疫荧光 | 5-HT抗体 | Genetex | GTX31099 |
| 5-HT1BR抗体 | Affinity | DF3497 | |
| 驴抗兔二抗 | Abcam | ab150074 | |
| 驴抗小鼠二抗 | Abcam | ab150105 | |
| DAPI | Sigma | -- | |
| 冷冻切片机 | Leica | -- | |
| 尼康自动生物发光显微镜 | Nikon | -- | |
| ImageJ软件 | -- | -- | |
| 高尔基染色 | Hito高尔基-考克斯染色试剂盒 | Hitobiotec | -- |
| NeuronStudio软件 | -- | -- | |
| Western blot | RIPA裂解液 | MCE | HY-K1001 |
| 蛋白酶抑制剂混合物 | MCE | HY-K0010 | |
| BCA蛋白定量试剂盒 | Promega Biotech | -- | |
| PVDF膜 | Millipore | -- | |
| TPH1抗体 | Abways | CY5574 | |
| TPH2抗体 | Abways | AY0821 | |
| SERT抗体 | Zenbio | 382321 | |
| GAPDH抗体 | Abcam | ab8245 | |
| Syngene GBox成像系统 | Gene Company | -- | |
| 增强化学发光液 | Millipore | -- | |
| qPCR | 总RNA提取试剂盒 | Promega Biotech | -- |
| PrimeScript逆转录试剂盒 | Takara | -- | |
| SYBR Green PCR混合物 | Takara | -- | |
| NanoDrop ONE系统 | Thermo Scientific | -- | |
| 实时PCR系统 | Bio-Rad | -- | |
| RNA-seq | Illumina Truseq RNA样本制备试剂盒 | Illumina | -- |
| Nanodrop2000 | Gene Company | -- | |
| Illumina Novaseq 6000测序平台 | Illumina | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物模型建立 | 孕期LPS给药剂量（100 μg/kg）、给药时间（妊娠9.5天）和给药途径（腹腔注射） 阅读提示：参见Methods 2.1 |
| 行为测试 | 测试年龄（6-8周龄）、旷场实验的箱体尺寸和观察时间、三箱实验的阶段和对象 阅读提示：参见Methods 2.3和2.4 |
| 组织样本采集 | 样本年龄（2周龄）、组织收集部位（mPFC、结肠、血清） 阅读提示：参见Methods 2.5 |
| 5-HT水平检测 | ELISA试剂盒（Elabscience）、样本处理（组织匀浆、离心） 阅读提示：参见Methods 2.6 |
| 基因和蛋白表达检测 | RNA提取、逆转录、qPCR反应条件、抗体信息和Western blot操作条件 阅读提示：参见Methods 2.9和2.10 |