《Journal of Neuroendocrinology》：Enduring autism-like phenotypes and deregulated hypothalamic prosocial peptides after early-life exposure to indoor flame retardants in male C57BL/6 mice
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多溴联苯醚（PBDEs）是神经内分泌干扰化学物质，会产生不良的神经发育效应。PBDEs被认为是自闭症谱系障碍（ASD）的风险因素，ASD以异常的社会心理功能为特征，常伴有认知缺陷和感觉异常。在此，研究人员使用具有转化相关暴露的小鼠模型，建立直接因果证据，表明母
多溴联苯醚（PBDEs）是神经内分泌干扰化学物质，会产生不良的神经发育效应。PBDEs被认为是自闭症谱系障碍（ASD）的风险因素，ASD以异常的社会心理功能为特征，常伴有认知缺陷和感觉异常。在此，研究人员使用具有转化相关暴露的小鼠模型，建立直接因果证据，表明母体转移的商业PBDE混合物DE-71会在雄性后代中产生ASD相关的行为和神经内分泌缺陷。C57Bl6/N小鼠母代通过口服给药暴露于商业PBDE混合物DE-71，剂量为0（载体对照，VEH/CON）、0.1（L-DE-71）或0.4（H-DE-71）mg/kg体重/天，持续10周，从妊娠前3周到产后第21天（PND）哺乳期结束。质谱分析显示，在PND 30时，PBDEs（以ppb计）以剂量依赖方式转移到F1雄性后代的脑中，到PND 110时水平降低。DE-71暴露的成年F1雄性后代表现出ASD相关的异常神经行为表型，包括尽管一般社交能力完整但社会新颖性偏好（SNP）受损，以及夸张的重复行为。对长期社会识别记忆（SRM）也有轻度影响。DE-71暴露的小鼠还表现出对社会气味的嗅觉辨别改变，而对非社会气味的偏好无变化，新物体识别记忆受损，以及与VEH/CON相比在旷场中的习惯化减少。然而，在感觉运动、焦虑样或抑郁样行为中未观察到变化。在分子水平上，DE-71暴露的雄性在下丘脑和前脑区域表现出亲社会神经肽、催产素、加压素和PACAP系统的基因标记失调。Oxt在室旁核（PVN）中上调；Avp在PVN和终纹床核（BNST）中上调，但在外侧隔（LS）中下调；Avp1ar和Adcyap1在BNST中上调；Adcyap1r1在PVN、视上核（SON）和BNST中上调。L-DE-71雄性外周OXT增加，而血浆AVP无变化。这些发现表明，发育期PBDE暴露会产生持久的行为和神经内分泌表型，类似于ASD的核心领域，这可能是由早期中枢社会和记忆网络内的神经发育重编程引起的。
论文解读：发育期PBDE暴露诱导雄性小鼠持久性自闭症样表型及下丘脑亲社会神经肽失调
**研究背景与问题**
自闭症谱系障碍（ASD）是一种临床异质性神经发育障碍，以社交沟通与互动缺陷及限制性重复行为为核心症状，常伴有智力残疾、注意力缺陷多动障碍（ADHD）及嗅觉异常等共病。根据美国疾控中心（CDC）2022年数据，ASD患病率自2000年以来增长五倍，目前影响1/31儿童，且男性比例显著偏高（男女比3.4:1）。这种流行性增长无法完全由诊断标准变化或检测意识提高解释。尽管ASD具有强遗传基础，但遗传因素仅贡献约40%–80%的遗传度，单卵双生子研究亦表明遗传因素不能完全解释ASD风险，提示环境因素的重要作用。因此，ASD病因被假设涉及基因-环境（G×E）相互作用，环境因素加剧遗传易感性，但毒物与遗传因素的复杂相互作用仍研究不足，构成理解其对ASD风险贡献的关键空白。
积累证据表明，早期暴露于某些内分泌干扰化学物质（EDCs）与神经发育障碍风险显著相关，包括多溴联苯醚（PBDEs）。PBDEs是一类持久性有机污染物，广泛用于建筑材料、电子产品、纺织品、塑料和泡沫等消费品，可在人体血清、胎盘和母乳中检测到，并易转移至发育中的胎儿，导致神经发育毒性。尽管PBDEs已被禁止或自愿淘汰，但因其亲脂性、难降解性及生物蓄积性，仍通过吸入、口服和皮肤接触进入生态系统，并在人类和野生动物组织中蓄积。PBDE污染预计在未来几十年内仍将持续，因其长半衰期、电子废物中的持久性，以及通过回收和微塑料载体重新进入环境和消费品。
人类和动物研究结果已引发对PBDEs暴露在“健康与疾病发育起源”（DOHaD）假说框架下的担忧，提示早期发育可塑性窗口期接触PBDEs可能不成比例地破坏神经行为结局。流行病学研究显示，发育期PBDE暴露与执行功能低下、智商降低、注意力困难、行为调节紊乱（如冲动性、社交能力下降）相关。近期HOME研究也发现，产前血清∑5BDE浓度升高的母亲所生男性青少年社交能力降低。西班牙队列中，产后BDE-47暴露与4岁儿童社交能力低下症状风险显著升高相关。EARLI研究中，母体BDE-47升高与儿童社交反应性评分降低相关。然而，HOME纵向队列数据对PBDEs导致ASD风险的证据尚不明确，因为孕妇血清PBDEs水平与幼儿自闭症行为既有正相关（BDE-28）也有负相关（BDE-85）。
小鼠模型实验研究提供了支持性证据，表明特定PBDE同系物对后代的运动行为、学习和记忆产生不良影响，但关于PBDEs对心理社会行为负面影响的资料仍然有限。对溴化阻燃剂（BFR）的广泛研究报道了多个ASD相关领域的社会认知破坏，但其他研究未发现显著效应。这些不一致可能由缺乏第二应激源（“二次打击”）、所研究BFR类型、暴露发育时间、性别、物种和/或暴露模型不同所致。无法研究多同系物混合物也被认为是未能检测到PBDEs等持久性有机污染物与社会缺陷关联的可能原因。研究人员最近报道，围产期暴露于五溴联苯醚混合物DE-71的F1雌性后代表现出ASD相关行为特征，并伴随下丘脑亲社会基因标记物失调，但雄性后代暴露是否产生类似效应尚未研究。
催产素（OXT）和加压素（AVP）是下丘脑神经垂体系统（HNS）室旁核（PVN）和视上核（SON）产生的神经肽，在多个社会认知领域（如社会记忆、社会/情绪识别、社会奖赏）中发挥重要作用。这两种神经肽在自闭症患者中可能改变，并用于治疗心理社会障碍。动物模型证据表明，甲状腺激素（THs）调节下丘脑OXT/AVP mRNA和含量及轴突释放。研究人员及其同事还发现，大鼠和小鼠的神经内分泌PVN和SON易受PBDEs及其他具有TH干扰特性的EDCs破坏，同时出现社会行为缺陷。PBDEs与结构相关的多氯联苯（PCBs）一样，可减少生理刺激下SON（及PVN）大细胞神经内分泌细胞释放AVP。这表明PBDEs可能通过影响AVP和/或OXT从树突-树突间隔或轴突侧支/投射到下丘脑外社会中枢的释放，从而促成ASD样特征。综上，PBDEs对HNS和社会行为的这些效应可能部分通过PBDE诱导的TH干扰介导。然而，需要进一步研究阐明这些相互关联的过程作为PBDE神经发育结局潜在贡献者的作用。
据研究人员所知，目前尚无使用发育期暴露于BDE混合物或单个同系物的小鼠模型对ASD神经行为表型进行全面表征的研究。研究前者的作用机制尤其必要，因为有报道称PBDE混合物中单个同系物成分存在协同和拮抗效应，这些效应无法通过对单个同系物暴露的预测得出。对这些机制的研究，特别是涉及性二态神经内分泌通路的研究，可为替代性和新兴阻燃剂及其他未受监管的卤化EDCs的安全性提供信息。特别是，PBDE混合物DE-71重现了历史上北美人群中检测到的同系物谱。因此，研究人员进行了一项研究，全面测试了母体转移DE-71对ASD核心领域及代表ASD共病（认知、情绪和感觉缺陷）的构建的影响。
由于ASD对两性影响不同，且PBDE同系物显示雌激素、抗雌激素和/或雄激素作用，因此表征PBDEs在每性别中的效应很重要。本研究基于先前在雌性后代中的工作，扩展至雄性小鼠。在此，研究人员将母鼠暴露于商业PBDE混合物DE-71，采用低剂量设计以模拟慢性、低水平暴露于人类相关同系物。结果显示，围产期DE-71暴露导致雄性小鼠社会识别和一般记忆的永久性损伤、重复行为、嗅觉功能以及参与调节复杂社会行为脑区中的亲社会神经分子标记物失调。部分（但非全部）结果与雌性后代相似。研究结果强调在环境神经毒性研究中考虑性别作为生物学变量的重要性，并提示PBDEs是ASD相关神经发育结局的贡献因素。
**主要技术方法**
研究人员采用C57Bl/6N小鼠（来自Charles River Labs），通过母体口服暴露于DE-71（0、0.1、0.4 mg/kg/天），从妊娠前3周至断奶（PND 21）。使用高分辨气相色谱-高分辨质谱（HRGC/HRMS）和电子捕获负离子质谱（GC/ECNI-MS）分析子代脑组织PBDE同系物含量。行为测试包括社会新颖性偏好（SNP）、社会识别记忆（SRM）、三室社交性、埋珠、巢穴撕碎、新物体识别（NOR）、嗅觉偏好/习惯化、高架十字迷宫（EPM）、强迫游泳（FST）、Suok感觉运动整合、旷场（OFT）等。通过微量穿刺术获取PVN、SON、BNST、LS等脑区，进行RT-qPCR检测基因表达（Oxt、Avp、Oxtr、Avp1ar、Adcyap1、Adcyap1r1）。血浆OXT和AVP通过酶联免疫吸附试验（ELISA）定量。
**研究结果**
**3.1 DE-71给药方案与母体参数**
通过剂量方案，未发现对出生仔数、次级性别比、妊娠母体参数或母体检索行为的影响。子代体重（PND 44）无差异。
**3.2 子代脑PBDE同系物分析**
HRGC/HRMS和GC/ECNI-MS分析显示，PND 30时，L-DE-71和H-DE-71组∑12PBDEs浓度显著高于VEH/CON，且呈剂量依赖性；PND 110时浓度降低，但仍高于对照。DE-71中主要同系物（BDE-47、99、100、153等）在脑组织中检出。
**3.3 社会新颖性偏好（SNP）**
DE-71暴露成年雄性在SNP测试中，尽管社会动机（总探索时间）正常，但社会新颖性辨别指数（DI）显著低于VEH/CON，表明SNP受损。L-DE-71组对熟悉鼠和新颖鼠的探索时间无差异，而H-DE-71组表现类似。
**3.4 社会识别记忆（SRM）**
在24小时延迟的SRM测试中，DE-71暴露组识别指数（RI）有降低趋势，但未达显著差异，提示对长期社会记忆有轻度影响。
**3.5 三室社交性**
在三室社交性测试中，所有组均表现出对社交刺激的偏好，DE-71暴露不影响一般社交能力。
**3.6 重复行为（埋珠、巢穴撕碎）**
H-DE-71组成年雄性埋珠数量显著增加，表明重复行为增强。巢穴撕碎无显著差异。
**3.7 新物体识别（NOR）**
在30分钟保留期测试中，DE-71暴露组DI显著低于VEH/CON，表明短期新物体识别记忆受损；24小时保留期测试中，暴露组DI也较低，但未达统计显著，提示长期记忆有下降趋势。
**3.8 嗅觉功能**
嗅觉偏好测试中，所有组对花生酱和香草等非社会气味均表现正常偏好，对丁酸的气味回避也正常，表明非社会嗅觉功能完整。在嗅觉习惯化/去习惯化测试中，DE-71暴露组对社会气味（尿液）的去习惯化反应减弱，但对非社会气味（杏仁、香蕉）的反应正常，提示社会气味辨别受损。
**3.9 焦虑和抑郁样行为**
高架十字迷宫（EPM）和强迫游泳（FST）测试中，DE-71暴露组与VEH/CON相比无显著差异，表明焦虑和抑郁样行为未受影响。
**3.10 感觉运动整合（Suok）**
Suok测试中，各组在运动活动、协调性、焦虑相关行为上无显著差异，表明感觉运动功能正常。
**3.11 旷场活动（OFT）**
DE-71暴露组在旷场中总距离无显著差异，但随时间推移习惯化（距离减少）程度低于VEH/CON，提示简单学习能力受损。
**3.12 分子分析**
RT-qPCR结果显示，DE-71暴露雄性在PVN中Oxt和Avp表达上调；PVN和BNST中Avp上调，LS中Avp下调；BNST中Avp1ar和Adcyap1上调；PVN、SON和BNST中Adcyap1r1上调。Oxtr表达无显著变化。
**3.13 外周神经肽水平**
ELISA检测显示，L-DE-71组血浆OXT水平显著升高，而H-DE-71组有升高趋势但未达显著；血浆AVP水平无显著变化。
**讨论与结论**
本研究首次全面表征了发育期PBDE混合物暴露在雄性小鼠中产生的ASD相关神经行为表型，包括社会新颖性偏好受损、重复行为增加、社会气味辨别障碍、新物体识别记忆缺陷和旷场习惯化减少，而一般社交能力、焦虑、抑郁和感觉运动功能保持正常。这些表型与ASD核心领域（社交互动、重复行为）及常见共病（认知、嗅觉异常）高度一致。分子层面，下丘脑和前脑区域中亲社会神经肽（OXT、AVP、PACAP）系统的基因表达失调，提示这些通路的干扰可能是PBDEs导致ASD样表型的神经内分泌基础。外周OXT的升高进一步支持了中枢OXT系统的失调。研究结果强调，PBDEs作为环境毒物，在发育早期暴露后可通过重编程中枢社会与记忆网络，产生持久性神经行为效应，且性别差异值得关注（与先前雌性结果部分不同）。研究结论翻译如下：这些发现表明，发育期PBDE暴露会产生持久的行为和神经内分泌表型，类似于ASD的核心领域，这可能源于早期中枢社会和记忆网络内的神经发育重编程。
