锂盐诱导马岛蟑螂神经内分泌系统形态重塑：对精神药理学及环境暴露的启示

本研究探讨了锂盐（柠檬酸盐与碳酸盐）对马岛蟑螂神经内分泌系统形态结构的影响。通过10周膳食干预，发现锂盐显著增大脑半球尺寸、改变Corpora Cardiaca（CC）与Corpora Allata（CA）形态，尤以高剂量柠檬酸盐效应最强。该结果提示锂可能通过影响神经塑性及内分泌调节机制发挥作用，为理解锂在精神疾病治疗中的作用机制及环境暴露风险提供了新的实验依据。

　　

锂盐作为心境稳定剂在精神疾病治疗中应用已超过半个世纪，尤其碳酸锂在双相情感障碍、抑郁症和精神分裂症的治疗中显示出显著疗效。然而，其完整的分子机制至今仍未完全阐明。现有研究表明，锂可能通过抑制糖原合成酶激酶3β（GSK3B）、肌醇单磷酸酶-1（IMPase）等关键酶类，调节神经递质系统功能，影响神经元存活与突触可塑性。更有趣的是，临床观察和动物实验均提示，锂盐可能引起大脑结构的改变——包括灰质体积增加、皮层厚度提升等神经塑性增强的表现。尽管如此，直接证据仍较为有限，尤其是在无脊椎动物模型中的形态学研究几乎空白。

在这一背景下，Rafal W. Wojciak、Pawet Marciniak 和 Malgorzata Slocinska 团队选择以马岛蟑螂（Gromphadorhina coquereliana）为模型，探索锂盐对其神经内分泌系统是否产生可观测的形态学影响。该昆虫不仅体型较大、易于操作，其神经内分泌系统（包括脑、Corpora Cardiaca（CC）和Corpora Allata（CA））在功能上与哺乳动物的下丘脑-垂体系统具有一定可比性，是毒理学和神经生物学研究的理想替代模型。本研究发表于《Scientific Reports》，系统评估了膳食中不同形式（碳酸锂与柠檬酸锂）和剂量（0.1% 与 0.01%）的锂盐对蟑螂神经内分泌器官尺寸与形态的影响。

研究人员采用以下主要技术方法：将75只雄性马岛蟑螂分为五组（对照组、碳酸锂高低剂量组、柠檬酸锂高低剂量组），进行为期10周的膳食干预；使用立体显微镜及显微成像系统进行脑半球、CC和CA的显微解剖与形态计量分析；数据通过Shapiro-Wilk正态性检验及方差分析（ANOVA）进行统计处理，评估锂盐类型、剂量及其交互效应。

研究结果如下：

一、脑半球尺寸显著增大

研究发现，与对照组相比，摄入锂盐的实验组蟑螂左右脑半球的长度和宽度均显著增加（p < 0.05），尤其在高剂量柠檬酸锂组中效果最为明显，但脑半球的长宽比保持不变，说明其形状仍近似球形。这表明锂盐具有促进神经组织生长的作用，与先前哺乳动物研究中锂增加脑体积的结果一致。

二、Corpora Cardiaca（CC）长度缩短

在高剂量锂组中，无论锂盐种类，CC的长度均显著缩短（右CC p < 0.05，左CC p < 0.01），而宽度无显著变化。左侧CC的长宽比也发生改变。CC作为神经血器官，负责储存和释放脑源神经激素，其结构变化可能影响激素释放速率，进而调节代谢与心脏功能。

三、Corpora Allata（CA）长度增加

锂盐处理还导致CA长度显著增加（p < 0.05），宽度不变，长宽比相应提高。CA是合成保幼激素的关键器官，参与发育与生殖调节。该结果提示锂可能干扰内分泌调节通路，尤其在繁殖与代谢层面。

讨论与结论部分指出，锂盐所引起的神经内分泌系统形态变化，可能与锂抑制GSK-3β、激活CREB（cAMP响应元件结合蛋白）及上调脑源性神经营养因子（BDNF）等机制相关，这些通路共同促进了神经塑性及细胞保护效应。此外，CC与CA的结构改变暗示锂盐可能影响激素储存与释放效率，从而解释实验中观察到的动物行为变化（如探索行为增加、应激反应降低）。

本研究首次在马岛蟑螂模型中系统证实锂盐可引起神经内分泌器官的形态重塑，强调锂的环境暴露（如通过废水、电子设备废弃物）及长期药疗可能对生物内分泌系统产生深远影响。结果也为进一步利用无脊椎动物模型研究精神药物机制、推动“3R”（替代、减少、优化）原则在实验动物中的应用提供了有力支持。作者呼吁开展更多分子水平的研究，以明确锂诱导结构变化的功能后果及其是否具有可逆性。