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自闭症(Autism spectrum disorder,ASD)是一种伴有复杂行为症状的神经发育紊乱疾病,其致病机理由多因素组成,发病率逐年增加。ASD的三大主要特征是语言沟通障碍、社会关系障碍、兴趣狭窄和刻板重复性动作。尽管ASD的致病机理仍不清楚,病因学被广泛认为可能涉及到复杂的多基因交互作用和环境因素。 本研究中,我们使用斑马鱼作为模式生物探讨雌性斑马鱼母体暴露于原油的水溶性成份(Water soluble fraction of crude oil,WSF)、铅(Lead,Pb)和它们的混合物(WSF+Pb)中能否诱导出子代幼鱼类似自闭症的行为,浓度分别为WSF(5μg/L)、Pb(20μg/L)和WSF+Pb(5+20μg/L)。结果表明,母体单独和联合暴露于WSF和Pb中改变了斑马鱼的游泳行为模式,WSF暴露显著增加了子代幼鱼焦虑和自发活动,降低了重复刻板行为和五羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)水平。然而,联合暴露于WSF+Pb降低了行为活力和社群性行为,增加了转圈行为和边缘趋向性。调控环境因子诱导类似自闭症行为的多个潜在关键基因表达水平被发现有显著性改变。WSF和Pb干扰ASD的基因调控网络被建立,这为进一步研究WSF和Pb调控ASD分子过程提供了线索。上述结果表明,母体WSF和Pb单独或联合暴露能诱导子代斑马鱼产生类似自闭症行为。 基于胚胎期是鱼类发育的敏感时期,我们深入探讨了斑马鱼母体和胚胎连续暴露于WSF(5,50μg/L)、Pb(10,100μg/L)和WSF+Pb(5+10μg/L)是否存在剂量效应和能否诱导出子代幼鱼类似自闭症的行为。在连续暴露实验中,15dpf(days post fertilization)和30 dpf的子代斑马鱼在WSF(5,50μg/L)和Pb(10μg/L)暴露条件下均表现出游泳活力改变;15dpf幼鱼在WSF(5,50μg/L)和Pb(10,100μg/L)暴露条件下表现出焦虑增加,WSF(5μg/L)和Pb(10μg/L)暴露对社群性活动产生的效应相反;然而,30 dpf的子代斑马鱼在WSF(5,50μg/L)和Pb(10,100μg/L)暴露条件下均表现出社群性行为减少,Ca2+通路受到干扰发生失衡,参与Ras/Raf/Erk1/2信号通路的分子表达受到抑制。