敲开脆性 X 综合征的新 “视窗”：小胶质细胞中 Fmr1下调对小鼠行为及细胞形态的影响

为探究小胶质细胞中 Fmr1表达降低是否导致分子和行为表型，研究人员下调其表达，发现会引起雌性小鼠行为改变，意义重大。

　　在神经发育的奇妙 “舞台” 上，脆性 X 综合征（Fragile X syndrome，FXS）作为一种常见的遗传性神经发育障碍，一直是科学家们重点关注的对象。它是导致智力障碍和自闭症的主要单基因病因，其发病机制与 Fmr₁基因密切相关。Fmr₁基因位于 X 染色体上，当该基因启动子区域的 CGG 重复序列异常扩增时，就会 “关闭” Fmr₁基因的转录，导致其编码的脆性 X 信使核糖核蛋白 1（FMRP）无法正常合成。FMRP 作为一种 RNA 结合蛋白，在调节蛋白质合成、mRNA 稳定性和运输等过程中发挥着关键作用。此前研究发现，Fmr₁基因敲除（KO）小鼠会出现许多与 FXS 相似的表型，如社交互动受损、重复行为等。

然而，随着研究的深入，科学家们发现 FMRP 在不同细胞类型中发挥的作用似乎有所不同。在神经元领域，Fmr₁基因在不同类型神经元中的缺失会引发各异的行为和生理变化。但除了神经元，Fmr₁基因也在非神经元细胞中表达，比如小胶质细胞（microglia）。小胶质细胞作为大脑中的 “免疫卫士”，在大脑发育早期，对神经元回路的精细化、突触修剪以及维持大脑内环境稳定等方面都有着举足轻重的作用。在自闭症（ASD）患者和 Fmr₁ KO 小鼠的大脑中，都能观察到小胶质细胞功能的失调，可小胶质细胞中的 FMRP 在 FXS 发病过程中究竟扮演着怎样的角色，却一直是个未解之谜。

为了揭开这个谜团，来自麦吉尔大学（McGill University）等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Autism》杂志上，为我们理解 FXS 的发病机制带来了新的曙光。

研究人员运用了多种技术方法来开展这项研究。在动物模型构建方面，通过特定的杂交技术，培育出了小胶质细胞特异性缺失 Fmr₁基因的小鼠。在检测分析技术上，免疫组化（Immunohistochemistry）技术用于检测 FMRP 的表达水平；利用 3D 重建分析对小胶质细胞的形态和吞噬能力进行评估；行为学测试则包括旷场实验、埋珠实验、自我梳理实验、高架十字迷宫实验、三室社交互动实验以及直接社交互动实验等，以此来全面观察小鼠的行为变化。

在研究结果部分，首先是小胶质细胞中 Fmr₁基因的下调情况。研究人员成功构建了在小胶质细胞中特异性下调 Fmr₁基因的小鼠模型，通过免疫组化检测发现，无论是在早期（出生后 1 - 5 天用 4 - 羟基他莫昔芬（4 - OHT）诱导）还是晚期（出生后 30 - 34 天用他莫昔芬诱导）下调 Fmr₁基因的小鼠中，小胶质细胞内的 FMRP 水平都显著降低。

接着是早期发育阶段 Fmr₁基因下调对小鼠的影响。对成年后的 Fmr₁条件性敲除早期（Fmr₁ cKO_early）小鼠进行行为学测试发现，雌性 Fmr₁ cKO_early小鼠在旷场实验中，在开放区域（外区）停留的时间明显增加，自我梳理时间增多，埋珠行为也更为频繁；在三室社交互动实验的新奇偏好阶段，出现了明显的缺陷，直接社交互动时间也有所减少，但未达到统计学意义。而雄性 Fmr₁ cKO_early小鼠在各项行为学测试中，与对照组相比并无显著差异。进一步对小胶质细胞的形态和吞噬能力进行分析，发现雌性 Fmr₁ cKO_early小鼠海马体和大脑皮层中的小胶质细胞出现了树突分支减少、分支数量和长度缩短的现象，同时其吞噬能力增强，表现为 CD68/Iba1 体积比显著增加；雄性小鼠的小胶质细胞则未出现这些变化。这表明早期小胶质细胞中 Fmr₁基因下调会导致雌性小鼠出现行为改变，并使小胶质细胞转变为反应性状态。

然后是晚期发育阶段 Fmr₁基因下调的影响。对 Fmr₁条件性敲除晚期（Fmr₁ cKO_late）小鼠的研究发现，雌性 Fmr₁ cKO_late小鼠仅在三室社交互动实验的新奇偏好阶段存在缺陷，在其他行为学测试中与对照组无明显差异。雄性 Fmr₁ cKO_late小鼠同样未出现行为学改变。并且，晚期下调 Fmr₁基因对小胶质细胞的形态和吞噬能力均无明显影响。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义非凡。研究人员发现，小胶质细胞中 Fmr₁基因及其编码的 FMRP 的下调，会以性别特异性的方式导致行为表型的出现。早期下调 Fmr₁基因不仅会引起雌性小鼠小胶质细胞的形态改变，还会使其出现类似自闭症的行为，如自我梳理行为增加、社交新奇偏好受损等，而雄性小鼠则未受影响。晚期下调 Fmr₁基因虽然对小胶质细胞形态和大多数行为无明显影响，但仍会导致雌性小鼠在社交新奇偏好方面出现缺陷。这一发现揭示了小胶质细胞中 FMRP 在出生后发育的关键窗口期，对细胞和行为表型存在性二态性的影响，为脆性 X 综合征的研究开辟了新的方向，有助于深入理解该疾病的发病机制，为未来开发针对性的治疗策略提供了重要的理论依据。同时，研究中发现的性别差异也为进一步探索神经发育疾病中性别因素的作用提供了新的视角，有望推动相关领域的研究进展。