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青春期边缘性锌缺乏上调BDNF与TrkB表达、损害海马与皮层发育并诱导雄性小鼠异常行为
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月07日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 3.9
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本研究针对青春期边缘性锌缺乏(MZD)对脑发育的潜在危害展开探索。研究人员通过行为学测试(如Morris水迷宫、新物体识别)、组织形态学分析(H&E与Nissl染色)及蛋白检测(Western blot),发现MZD导致雄性小鼠出现冒险行为、空间学习记忆障碍及新物体识别缺陷,同时伴随海马与皮层发育异常及TrkB表达显著上调。该研究揭示了MZD通过BDNF/TrkB通路干扰神经发育的机制,为青春期营养干预提供了理论依据。
锌是大脑发育的关键微量元素,其缺乏与认知障碍、情绪异常密切相关。然而,青春期这一神经重塑关键期的锌缺乏影响机制尚不明确。全球约9%人群存在锌缺乏,中国6-18岁儿童缺乏率达9.62%,但边缘性缺乏(MZD)因检测困难常被忽视。既往研究多关注孕期锌缺乏的神经毒性,而青春期MZD如何通过BDNF(脑源性神经营养因子)及其受体TrkB(原肌球蛋白受体激酶B)干扰脑发育仍是空白。
为解决这一问题,天津国际生物医药联合研究院的研究团队以青春期雄性C57BL/6小鼠为模型,通过控制饮食建立MZD模型。研究综合运用开放场实验、三室社交测试评估情绪行为,Morris水迷宫和新物体识别测试检测认知功能;采用H&E染色观察海马与皮层形态,Nissl染色分析神经元排列;通过Western blot定量proBDNF(前体BDNF)、mBDNF(成熟BDNF)和TrkB蛋白表达。
Animals and chemicals
实验选用21日龄雄性C57BL/6小鼠,在SPF级环境中适应性饲养一周后,随机分为对照组(CD)和MZD组,通过低锌饲料建立模型。
Effects of MZD on anxiety-like behaviors in the open-field test
开放场实验显示,MZD组小鼠中央区域停留时间和移动距离显著增加(p<0.05),表明其冒险倾向增强而非典型焦虑行为。
Discussion
研究发现MZD未显著改变proBDNF/mBDNF水平,但TrkB表达显著上调。海马与皮层发育异常表现为神经元排列紊乱和结构破坏,这可能是空间记忆(Morris水迷宫)和新物体识别能力下降的结构基础。值得注意的是,社交行为未受影响,提示MZD对特定神经环路的选择性损伤。
Conclusion
研究首次揭示青春期MZD通过TrkB信号异常导致海马-皮层发育障碍,进而引发特异性行为缺陷。这一发现为理解青春期营养缺乏与神经精神疾病关联提供了新视角,提示TrkB可能成为干预靶点。
该研究发表于《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology》,其创新性在于聚焦青春期这一关键窗口期,将微量营养素缺乏、神经发育障碍与行为表型三者通过BDNF/TrkB通路有机联系,为公共卫生领域的锌营养干预策略提供了实验依据。未来需进一步探索TrkB激动剂是否可逆转MZD引起的神经损伤。
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