妊娠期夜间微光暴露对大鼠母体及子代行为的影响:发育阶段与性别特异性研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对夜间微光污染(dLAN)对妊娠期母体及子代发育的潜在危害,通过建立~2 lx dLAN暴露的Wistar大鼠模型,系统评估了不同发育阶段(断奶期、青春期、成年期)子代在探索行为、焦虑样行为、社交能力和认知功能等方面的表现。研究发现dLAN暴露导致雄性后代在高架十字迷宫(EPM)中运动活性降低、社交互动潜伏期改变,成年期强迫游泳测试(FST)中不动时间减少;雌性后代则表现出开放空间探索行为增强。该研究为环境光污染对神经发育的跨代表观遗传影响提供了重要证据。

  

随着城市化进程加速,夜间光污染已成为全球性环境问题。研究表明,约83%的人类生活区域存在不同程度的光污染,卧室夜间光照强度常远超自然月光(0.3 lx)。这种"永不落幕的夜晚"不仅扰乱成人健康,更可能通过母体影响胎儿发育。特别值得关注的是,妊娠期昼夜节律紊乱与子代神经发育障碍的关联已初现端倪,但低强度夜间微光(dim light at night, dLAN)这种更普遍的环境暴露对子代行为的影响机制尚不明确。

针对这一科学问题,斯洛伐克夸美纽斯大学布拉迪斯拉发分校(Department of Animal Physiology and Ethology, Faculty of Natural Sciences, Comenius University Bratislava)的Tereza Gomoryová团队在《Scientific Reports》发表重要研究成果。研究人员采用环境相关剂量(~2 lx)的dLAN暴露妊娠大鼠,通过系统性的行为学测试组合,首次揭示了dLAN对子代行为的年龄和性别特异性影响。这项研究为理解环境因素与神经发育的交互作用提供了新视角。

研究采用Wistar大鼠模型,关键技术包括:1)建立妊娠期dLAN(~2 lx)暴露模型;2)多时间点(断奶期PND21、青春期PND35-45、成年期PND70+)行为测试组合(OFT、EPM、SIT、NOR、FST);3)母体行为评估(幼鼠回收测试、笼内行为观察);4)发育里程碑监测(体质量、神经反射等);5)标准化视频分析系统(EthoVision XT17.5)量化行为参数。

妊娠结局与母体行为
研究发现dLAN暴露组呈现窝产仔数减少趋势(9.71 vs 11.33),但未改变妊娠时长。母体行为分析显示,dLAN组母鼠在产后第10天(PND10)和12天(PND12)的舔舐/理毛行为显著减少,提示可能存在关键窗口期的母性照料改变。

子代发育特征
dLAN暴露未显著影响子代体格和神经运动发育里程碑(如睁眼时间、睾丸下降等),但雌性后代呈现特殊的体重增长模式:围青春期暂时性抑制,成年期反超对照组。

行为学改变

  • 探索与焦虑行为:成年dLAN雌鼠在开放场(OFT)中央区进入次数显著增加(15.6 vs 9.7次),EPM开放臂停留时间延长趋势,提示风险偏好增强。相反,dLAN雄鼠在EPM中运动距离显著减少(2.1 vs 3.0 m),显示活动抑制。
  • 社交行为:dLAN雄鼠社交互动潜伏期呈现特殊发育轨迹,成年期较对照组显著缩短(38.5 vs 58.2秒),而互动频率和持续时间无差异。
  • 抑郁样行为:成年dLAN雄鼠在FST中不动时间减少趋势(164.3 vs 198.5秒),可能反映应对策略向主动型转变。

机制探讨
研究指出这些行为改变可能源于:1)母体褪黑激素(MEL)节律破坏影响胎儿神经发育;2)下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴编程改变;3)时钟基因(如Bmal1)表达异常。特别值得注意的是性别二态性,可能与性激素-褪黑激素受体(MT1/MT2)交互作用有关。

该研究首次系统阐明妊娠期dLAN暴露导致子代行为改变的发育动力学特征,为环境流行病学研究提供了重要动物模型证据。研究发现的行为表型与人类神经发育障碍的部分特征存在相似性,提示需要重视孕妇夜间光照暴露的潜在风险。未来研究可进一步探索:1)精确的分子表观遗传机制;2)行为改变的神经环路基础;3)干预措施(如MEL补充)的预防效果。这些发现对制定孕妇光环境指南具有重要参考价值。

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