《Frontiers in Toxicology》：Neurodevelopmental outcomes relevant to autism in juvenile mice exposed to PCB 11 in the maternal diet throughout gestation and lactation
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多氯联苯（PCBs）对发育中人脑构成显著风险，近期流行病学数据提示PCBs可增加神经发育障碍（NDD），包括孤独症谱系障碍（孤独症）的发生和/或严重程度风险。实验动物研究证实PCBs干扰神经发育并导致行为缺陷。既往PCBs发育神经毒性研究多聚焦于传统商用混合物
多氯联苯（PCBs）对发育中人脑构成显著风险，近期流行病学数据提示PCBs可增加神经发育障碍（NDD），包括孤独症谱系障碍（孤独症）的发生和/或严重程度风险。实验动物研究证实PCBs干扰神经发育并导致行为缺陷。既往PCBs发育神经毒性研究多聚焦于传统商用混合物中高氯代PCBs，而低氯代PCBs（LC-PCBs，含非商用同系物）在当代人群暴露中占主导。既往体外研究显示LC-PCBs中的PCB 11可改变树突分支化（dendritic arborization），一种多种NDD共有的细胞表型，但PCB 11是否在体内调节树突形态发生尚不明确。本研究探讨妊娠及哺乳期母鼠膳食PCB 11暴露如何影响幼龄雌雄小鼠关键神经发育过程。C57BL/6J母鼠于交配前2周至妊娠哺乳全程经膳食接受载体或0.1或1.0 mg/kg/day PCB 11。于出生后第4天（P4）和P21采集子代脑组织，评估海马与新皮层树突分支化、凋亡、胶质反应性及神经发生。PCB 11剂量依赖性地使新皮层锥体神经元树突分支减少13%–25%，对海马锥体神经元树突形态发生无显著影响。两性脑区两时间点凋亡均未受PCB 11改变。P4时神经发生未受影响，但P21时齿状回神经发生剂量依赖性降低15%–70%。雌性小鼠经0.1 mg/kg/day PCB 11暴露后CA1海马区GFAP免疫反应性与星形胶质细胞形态复杂度分别增加40%–60%与20%–60%；IBA1免疫反应性无变化。结果表明发育期PCB 11暴露以剂量、性别和脑区依赖方式促进NDD相关细胞表型，为流行病学将PCBs视为潜在NDD风险修饰因子的实验证据提供支持。正在进行的研究正在调查发育暴露PCB 11断奶小鼠的行为反应。
研究背景方面，孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder，孤独症）等神经发育障碍（neurodevelopmental disorders，NDD）带来终身影响，其患病趋势上升且多源于基因×环境交互作用，而环境因素可调控。多氯联苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）作为209种结构相似同系物家族，按氯取代数分为低氯代（LC-PCBs，≤4氯）与高氯代（HC-PCBs，>4氯）。尽管生产已禁，LC-PCBs因持久性、废弃物释放及颜料等工业无意合成而在当代人群血清与胎脑中占主导，其中PCB 11与PCB 28在孤独症高风险孕妇血清中占比超70%。既往动物毒理多聚焦HC-PCBs与商用混合物，LC-PCBs体内神经发育毒性证据匮乏；体外研究提示PCB 11在飞摩尔浓度即可增强原代神经元树突分支化，但体内是否干扰完整脑树突形态发生未知。研究人员据此假设妊娠哺乳经母膳PCB 11暴露会干扰树突形态发生、凋亡、神经发生及神经免疫细胞反应性，并在C57BL/6J小鼠中验证。
主要关键技术方法方面，研究人员选用C57BL/6J雌鼠，交配前2周起至子代P21经花生酱/花生油载药接受0、0.1、1.0 mg/kg/day PCB 11，雄鼠不直染，子代于P4与P21取脑。样本队列来自同一品系内配对饲养的剂量匹配窝仔，每窝取一雄一雌。技术体系包含Golgi染色结合Neurolucida追踪与Sholl分析量化树突分支；caspase-3荧光法及TUNEL标记测凋亡；Ki67、Doublecortin（DCX）、NeuN免疫组化测齿状回亚颗粒区（SGZ）与颗粒细胞层（GCL）神经发生；GFAP、s100β、IBA1、CD68免疫组化及ImageJ骨架化宏量星形胶质细胞形态参数；统计以窝为随机效应混合模型与双因素ANOVA处理。
研究结果部分，3.1节显示PCB 11未引起母体与胎仔显性毒性，母鼠体重、子代出生至P21体重、窝仔数、性别比、妊娠率、肛殖距（AGD）与冠臀长（CRL）均无组间差异。3.2节表明发育PCB 11暴露以剂量、脑区、性别依赖方式改变树突分支化：P21新皮层V/VI层锥体神经元总Sholl曲线下面积（AUC）与近端（胞体0–70 μm）AUC在雄鼠1.0 mg/kg/day组及雌鼠1.0 mg/kg/day组显著降低，雄鼠0.1 mg/kg/day近端亦降，雌鼠1.0 mg/kg/day终末数增加；海马CA1雌鼠0.1 mg/kg/day近端AUC略升，雄鼠海马无变化。3.3节经P4与P21的TUNEL及P4皮层海马caspase-3活性测定，证明PCB 11不显著改变凋亡。3.4节显示P21时PCB 11以性别脑区依赖增强星形胶质反应性：雌鼠0.1 mg/kg/day组CA1海马GFAP与s100β阳性细胞密度升高，该区星形细胞面积、分支数、平均支长、周长、实度、凸包面积增加，连接数与圆度降低；IBA1与CD68在各区两性均无变化。3.5节指出P4齿状回SGZ/GCL的Ki67、DCX、NeuN无差异；P21时SGZ中Ki67阳性密度在两性别两剂量均降，GCL中DCX阳性面积两性别两剂量均降，NeuN密度不变，提示齿状回神经发生受损。
讨论与结论翻译部分，研究人员讨论认为，妊娠哺乳膳食PCB 11暴露以剂量、脑区、性别依赖方式改变新皮层树突分支化、抑制P21齿状回神经发生并选择性增强雌鼠CA1星形胶质反应性，且不伴全身毒性或凋亡/小胶质细胞改变。体内新皮层树突减少与体外树突促进效应方向相反，可能源于脑内靶细胞浓度、体内缺微胶质/少突胶质、神经元亚型靶向差异或成熟阶段不同。MARBLES混合物的既往阳性结果被其他同系物掩盖解释分歧。PCB 11对Ryanodine受体（RyR）活性可忽略，故不扰凋亡；星形细胞反应性或通过PLD1-CREB通路间接影响海马树突，但与皮层树突改变不一致。神经发生下降与皮层树突减少在性别剂量模式上并行但因果未证。结论为：发育期PCB 11暴露促进NDD相关细胞表型，为流行病学将LC-PCBs列为孤独症潜在环境风险修饰因子提供体内因果证据，行为学验证尚在进行。该研究发表于《Frontiers in Toxicology》。
