Translational Psychiatry：实验室环境决定低分子量Poly(I:C)在母体免疫激活模型中的不同效应

近年来，母体免疫激活（MIA）动物模型在揭示妊娠期感染对胎儿大脑发育和行为影响方面取得了显著进展。流行病学研究多次表明，孕期母体感染增加后代患精神发育障碍的风险，如精神分裂症、自闭症谱系障碍和抑郁症等。通过使用多种免疫激活物质，尤其是Poly (I:C)，研究人员能够探讨母体免疫系统刺激与后代神经发育偏差及其行为后果之间的因果关系。然而，不同批次的Poly (I:C)在MIA模型中的效果差异显著，导致实验结果的可重复性和可靠性受到质疑。本文旨在通过使用纯化的低分子量（LMW）Poly (I:C)，建立一个更具可重复性和标准化的MIA模型，并探讨其对后代行为的影响。

本研究在维也纳和苏黎世两地的实验室同时进行，以评估LMW Poly (I:C)在不同实验室环境中的效果。C57Bl6/N雄性和雌性小鼠用于实验繁殖。母鼠在妊娠第12.5天通过腹腔注射10mg/kg或20mg/kg的LMW Poly (I:C)或对照溶液（无内毒素的0.9% NaCl）。注射后，母鼠被放回笼中，观察其疾病行为并收集母体和胎儿的血浆和脑组织样本。采用电化学发光检测法（MSD V-plex）定量分析母体血浆和胎儿脑组织中的细胞因子水平，包括IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α和IFN-γ。行为测试包括社交互动测试、开放场测试和恐惧条件反射测试。

图1.实验时间线的示意图，显示了使用10mg/kg和20mg/kg Poly (I:C)的母体疾病行为和细胞因子反应评估以及行为表型分析

在两地实验室中，LMW Poly (I:C)的注射均引起母鼠显著的疾病反应和细胞因子水平升高。然而，仅在苏黎世实验室中，MIA后代表现出预期的社交能力下降，而在维也纳实验室中未观察到类似的行为异常。

图2.母鼠疾病行为和血浆细胞因子反应的显著效果，包括IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-10

此外，不同实验室间的细胞因子水平存在显著差异，表明实验环境对胎儿免疫反应的影响。行为测试结果显示，尽管两地母鼠和胎儿的免疫反应一致，但后代的行为表现却存在显著差异，苏黎世的MIA后代表现出预期的社交能力缺陷，而维也纳的后代无明显行为异常。

图3.母鼠治疗后胎儿脑中的细胞因子水平，包括IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-10

尽管使用纯化的LMW Poly (I:C)能够减少不同批次之间的变异，但并未提高MIA模型的可靠性和稳定性。实验结果表明，母体和胎儿的免疫反应与后代行为之间存在复杂的相互作用，这些作用受到实验室环境的显著影响。因此，在建立新的MIA协议或在新的环境条件下实施MIA模型时，必须包括对后代行为的评估，以确保实验结果的稳固和可重复性。

原始出处：

Tillmann, K. E., Schaer, R., Mueller, F. S., Mueller, K., Voelkl, B., Weber-Stadlbauer, U., & Pollak, D. D. (2024). Differential effects of purified low molecular weight Poly(I:C) in the maternal immune activation model depend on the laboratory environment. Translational Psychiatry, 14, 300. https://doi.org/10.1038/s41398-024-03014-7