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背景及目的孤独症(autism)作为一种神经发育障碍性疾病,至今病因不明。有研究显示,孤独症患者血清多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs)水平降低,并可能与孤独症异常的神经行为改变有关。作为细胞膜的重要组成部分,PUFAs对神经系统功能的正常运转至关重要。Δ5-,Δ6-去饱和酶和长链脂肪酸碳链延长酶2(Elovl2)是PUFAs合成的重要代谢酶,其功能状态直接影响PUFAs的合成。为探索孤独症血清PUFAs水平下降是否与其肝脏代谢酶有关,我们应用胚胎12.5天(Embryonic day,E12.5)暴露于丙戊酸钠(Valproic acid,VPA)大鼠作为孤独症动物模型,观察和分析血清PUFAs水平及其肝脏代谢酶表达,并探讨血清PUFAs水平下降是否对神经行为产生影响及可能的作用机制。方法应用Wistar大鼠,在E12.5暴露于VPA的方法诱导出孤独症大鼠模型。在大鼠出生后7-35天(Postnatal day 7-35,PND7-35),进行发育及行为评估,检测VPA组和对照组大鼠的体重、睁眼情况、前庭感觉、痛阈值、游泳能力。Morris水迷宫评估大鼠的学习记忆能力。旷场实验用于评估大鼠的自发活动。三箱社交实验评估大鼠的社交行为。在PND35,气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析大鼠血清PUFAs水平;Western blot法检测肝脏组织Δ5-,Δ6-去饱和酶和Elovl2表达,以及海马组织caspase-3,Bcl-2和Bax表达;使用尼氏染色观察和分析海马CA1区神经元形态和存活数量;NeuN免疫组化染色观察大鼠海马CA1区神经元发育情况。结果发育评估:VPA大鼠总体发育水平显著低于对照组大鼠(P<0.05)。行为评估:VPA大鼠痛阈值显著高于对照组(P<0.05),VPA大鼠痛阈值表现出性别二态性,即雄性显著高于雌性(P<0.05);两组大鼠在水迷宫测试中均表现出一定的学习记忆能力,但VPA大鼠的学习记忆能力显著低于对照组大鼠,表现为VPA大鼠逃避潜伏期和穿越第三象限中心的次数显著低于对照组(P<0.05),而自发活动的距离和持续时间显著高于对照组(P<0.05),并且表现出性别差异,即雄性显著高于雌性(P<0.05);在社交测试中,与对照组相比,VPA大鼠探索陌生大鼠1的时间和次数显著减少(P<0.05),而探索空笼子的时间和次数显著增加(P<0.05);此外,在社交新奇偏好测试中,VPA大鼠探索陌生大鼠1的时间和次数显著增加(P<0.05),探索陌生大鼠2的时间和次数显著减少(P<0.05),与对照组相比。血清PUFAs水平:VPA雄性大鼠13种血清FFAs水平及n-3PUFAs、n-6PUFAs、总PUFAs以及总FFAs水平均显著低于对照组雄性大鼠(P<0.05)。其中C14:0、C16:1n-7、C20:5n-3、C22:5n-3、C22:6n-3、总PUFAs和总FFAs血清水平,VPA雌性大鼠显著低于对照组雌性(P<0.05);Western blot结果:Δ5-,Δ6-去饱和酶和Elovl2表达,VPA大鼠显著低于对照组大鼠(P<0.05),VPA组雄性显著低于VPA组雌性(P<0.05)。同时,对照组雄性Δ5-,Δ6-去饱和酶表达显著低于对照组雌性(P<0.05)。与对照组相比,VPA大鼠海马促凋亡蛋白caspase-3和Bax表达显著上调(P<0.05),抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著下调(P<0.05),并且Caspase-3表达表现出性别差异,即VPA组雄性显著高于VPA组雌性(P<0.05);形态学结果:VPA大鼠海马CA1区神经元存活数量、NeuN阳性细胞百分比和光密度值显著低于对照组(P<0.05),同时VPA组雄性显著低于VPA组雌性(P<0.05)。结论E12.5暴露于VPA对大鼠出生后发育及行为产生长期影响,并显示出性别差异;E12.5暴露于VPA对大鼠血清PUFAs水平及其肝脏Δ5-,Δ6-去饱和酶和Elovl2表达,以及海马神经元存活数量和凋亡相关蛋白表达具有长期影响,并表现出性别差异;VPA大鼠表现出类似孤独症样行为改变,如学习障碍,自发活动增加和社交互动受损,同时表现出血清PUFAs水平及其肝脏相关代谢酶表达下降,及海马神经元损伤和凋亡相关蛋白表达异常,呈现性别二态性特征。