自闭症谱系障碍(ASD)的病因至今仍是神经科学领域最棘手的谜题之一。遗传因素固然占据主导地位,但越来越多的证据表明,孕期环境因素同样在疾病风险中扮演重要角色。近日,冷泉港实验室(CSHL)的一项小鼠研究将目光投向了一个常被忽视的器官——胎盘,揭示出孕期炎症、胎盘结构损伤与雄性后代自闭症样特征之间一条令人惊讶的因果链条。相关成果发表于《Science Advances》。
锁定孕期免疫激活的极早期脆弱窗口
为探究炎症如何影响胎儿发育,CSHL副教授Lucas Cheadle团队在妊娠不同阶段向孕鼠注射了一种模拟病毒感染免疫反应的物质——该物质能在不引入真实病毒的前提下激活母体免疫系统。结果显示,胚胎在妊娠第12.5天时对母体免疫激活(MIA)最为敏感。Cheadle实验室博士后Irene Sanchez Martin指出,在免疫激活后短短24小时内,约三分之一的胎儿即出现发育异常。这一时间点显著早于此前研究中观察到的发育紊乱迹象,提示自闭症相关的发育扰动可能启动得远比预想更早。
更引人注目的是鲜明的性别差异:在所有实验中,自闭症样特征仅出现在雄性胎儿中,雌性胎儿则继续正常发育。这一发现为自闭症在男孩中诊断率显著更高提供了潜在的生物学解释。尤其令研究者惊讶的是差异出现的时间之早——此时尚未发生性激素激增,大脑及其他区域的性别分化也远未开始。Cheadle评论道:“这非常令人着迷,因为我们观察的是一个早于激素 surges、早于大脑性别分化的阶段。如此早期就存在性别差异,实在出人意料。”
胎盘连接带损伤:母胎免疫冲突的解剖学证据
为解释为何部分胚胎受损而另一些似乎受到保护,研究者将焦点转向胎盘——连接胎儿与母体、支撑整个孕期生长的关键器官。他们特别关注小鼠胎盘连接带(junctional zone)中的海绵滋养层细胞(spongiotrophoblasts),该区域正是母体与胎儿细胞直接交互的界面。
结果呈现出清晰的对应关系:发育正常的胎儿,其胎盘该区域结构完好;而出现发育异常的雄性胎儿,这些特化细胞则存在可见损伤。从免疫学原理看,海绵滋养层细胞承担着帮助母体免疫系统耐受胎儿的重要功能——由于胎儿携带来自双亲的遗传物质,与母体并非基因同一,这种保护机制对妊娠维持至关重要。母体免疫激活可干扰这一保护功能;一旦这些胎盘细胞受损,母体的免疫反应便可能转而以有害方式作用于发育中的胎儿。换言之,胎盘屏障的完整性可能是决定胎儿能否抵御孕期炎症冲击的关键闸门。
雌性胚胎的潜在保护优势与未来方向
为何雄性脆弱而雌性似乎不受影响?研究者提出两种可能:其一,雄性胚胎可能产生某些独特蛋白,在病毒感染后触发不利的母体免疫反应;其二,雌性胚胎可能具备某种抵御炎症的保护机制。Cheadle表示:“雌性体内或许存在一种保护机制,可以被借用来帮助雄性。我们正试图理解自闭症在两种性别中是如何产生的。证据表明,可能存在不同的机制。”
这些假说意味着,自闭症样发育背后的生物学通路在雄雌之间可能并不相同。研究团队计划进一步比较雄性与雌性小鼠,以揭示导致这种相反反应的具体机制,最终有望识别新的治疗靶点,并制定在自闭症相关发育进程更早期进行干预的策略。需要强调的是,该研究基于小鼠实验,尚不能证明相同机制在人类自闭症中成立。但它提示了一个此前未被充分重视的可能性:自闭症最早期的发育线索,或许不仅藏于大脑,也藏于胎盘及其与母体免疫系统的交互之中。
Irene Sanchez-Martin, Bharti Kukreja, Paige Henderson, Qianyu Lin, Daniel DiMartino, Valerie Bagan, Justin Park, Brian T. Kalish, Lucas Cheadle. Maternal-fetal immune conflict contributes to male-specific impairments in a mouse model of neurodevelopmental disorders. Science Advances, 2026; 12 (38). DOI: 10.1126/sciadv.aeg0779
Story Source: Materials provided by Cold Spring Harbor Laboratory.