【摘 要】
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目的:孤独症谱系障碍（Autism spectrum disorder,ASD）是一种广泛性神经发育障碍,患者存在社会沟通和社会互动方面的缺陷,以及行为、兴趣或活动的限制性、重复性模式。目前,ASD的病因未明,神经炎症可能是ASD的一个重要的致病因素。运动疗法是一种改善ASD症状的有效方法,但其生物学机制尚不清楚。我们推测运动可能通过减轻神经炎症（如调控小胶质细胞和细胞因子）改善ASD症状。本研究
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目的:孤独症谱系障碍（Autism spectrum disorder,ASD）是一种广泛性神经发育障碍,患者存在社会沟通和社会互动方面的缺陷,以及行为、兴趣或活动的限制性、重复性模式。目前,ASD的病因未明,神经炎症可能是ASD的一个重要的致病因素。运动疗法是一种改善ASD症状的有效方法,但其生物学机制尚不清楚。我们推测运动可能通过减轻神经炎症（如调控小胶质细胞和细胞因子）改善ASD症状。本研究初步探讨了6周自主跑轮运动对丙戊酸（Valproicacid,VPA）诱导的ASD大鼠行为和海马神经炎症的影响,以期为运动改善ASD症状的神经生物学机制提供新的线索。方法:本研究通过对SD大鼠于孕期第12.5天注射400mg/kg体重的VPA溶液,将获得的子代作为孤独症模型组,在相同条件下注射等量的生理盐水的孕鼠,其子代作为正常对照组（Control,n=14）。子代大鼠在出生后第23天进行行为学测试（三室社交、旷场、水迷宫试验）,通过行为学测试筛选出符合条件的ASD组大鼠（n=24）。之后随机从两组中抽取（ASD,n=8、CON,n=7）大鼠,解剖出大鼠大脑海马组织采用Luminex液相悬浮芯片检测海马细胞因子水平、Western blotting方法检测活化小胶质细胞特异性结合蛋白（Iba1）相对表达量、免疫荧光技术检测海马各亚区Iba1表达水平。将ASD大鼠随机分为运动组（E+ASD,n=8）和非运动组（NE+ASD,n=8）,对E+ASD组进行6周自主跑轮运动干预,干预后的行为学测试和其他指标检测同干预前,并与正常对照组（n=7）相比较。结果:1.运动干预前后行为学的变化:运动干预前,ASD组大鼠社交能力和社交新颖性偏好受到损害（与陌生鼠头部接触时间减少,p＜0.05）,自主运动能力受到损害,对新异环境的探索欲望下降（旷场角落时间增加,p＜0.05）;学习、记忆以及导航能力受到损害（平台所在象限游泳路程和穿越平台次数减少p＜0.05）。6周自主跑轮运动干预后,相较于NE+ASD组,E+ASD组大鼠社交能力和社交新颖性偏好改善（p＜0.05）、自发活动和探索行为增加（p＜0.05）、学习记忆能力提高（p＜0.05）。2.运动干预前后细胞因子的变化:干预前ASD组大鼠海马组织中的细胞因子IL-6（p=0.032）、IFN-γ（p=0.028）蛋白水平显著高于CON组;ASD组的IL-4（p=0.037）、IL-7（p=0.033）、IL-10（p=0.038）蛋白水平显著低于CON组。在6周运动干预后,E+ASD组大鼠海马组织中的细胞因子IL-2（p=0.044）、IL-4（p=0.034）蛋白水平显著低于NE+ASD组,IL-10（p=0.040）蛋白水平显著升高,且与CON组之间差异无统计学意义。3.运动干预前后活化小胶质细胞（Iba1）变化:干预前ASD组与CON组Iba1蛋白相对表达量差异无统计学意义（p＞0.05）;ASD组海马CA1（p=0.043）、CA3（p=0.031）亚区的Iba1荧光强度相较于CON组显著升高。6周自主跑轮运动干预后,E+ASD组Iba1蛋白相对表达量显著低于NE+ASD组（p=0.045）,且与CON组之间差异无统计学意义;E+ASD组在CA1（p=0.030）、CA3（p=0.011）亚区的Iba1荧光强度较NE+ASD组显著降低,且与CON组之间差异无统计学意义（p＞0.05）。4.行为学与神经炎症的相关性分析:Iba1蛋白相对表达量与大鼠在旷场的总路程、进入旷场中心次数之间呈负相关性（r=-0.499,p=0.030;r=-0.647,p=0.002）;Iba1蛋白相对表达量与旷场静止时间之间呈正相关性（r=0.524,p=0.021）;IL-2水平与大鼠在旷场总路程之间呈负相关性（r=-0.461,p=0.041）;IL-4水平与大鼠与三室社交试验中陌生鼠头部接触次数呈负相关性（r=-0.461,p=0.041）。Iba1蛋白相对表达量与IL-2水平呈显著正相关性（r=0.589,p=0.010）。结论:1.6周自主跑轮运动干预可以改善ASD大鼠社交能力和社交新颖性偏好,增加其探索行为和自发活动,提高学习记忆能力。2.6周自主跑轮运动可以减轻ASD大鼠海马神经炎症,降低海马细胞因子IL-2、IL-4的水平,提高IL-7、IL-10的水平,降低CA1和CA3亚区小胶质细胞异常激活。相关性分析表明,6周自主跑轮运动改善ASD大鼠行为可能与减轻海马神经炎症有关。
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