精神分裂症(SZ)源於複雜的基因—環境相互作用,然而早期損傷如何塑造後期神經環路脆弱性仍不清楚。在本研究中,我們考察了生物能量狀態是否代表遺傳和環境風險因素之間趨同的疾病特徵。我們分析了小鼠母體免疫啟用(polyIC MIA)和絲氨酸消旋酶缺失(Srr-/-)模型中新皮層發育過程中的轉錄譜,並將這些分析擴展至Srr-/-和中間神經元特異性NMDA受體缺失(Nkx2.1:Grin1fl/fl)模型的幼年階段,揭示了跨發育階段的細胞類型特異性代謝脆弱性。
在MIA模型中,妊娠早期(E12.5)顯示出一種短暫的生物能量轉換,可能由小膠質細胞和放射狀膠質細胞群體驅動,這提示其反映的是代謝預激而非經典炎症信號傳導。至妊娠晚期(E17.5),MIA誘導了神經元糖酵解同工型的協同失調,同時伴隨線粒體及脂質相關代謝通路的異常,提示涉及脂質關聯過程的協調性代謝重塑。相比之下,Srr-/-小鼠在E17.5時僅表現出極少的糖酵解改變,表明單獨的遺傳擾動不足以重現這種胎兒期代謝狀態。然而,在幼年階段,出現了腦區特異性的生物能量適應。
Srr-/-小鼠表現為全皮層糖酵解基因表達增加,而海馬中的變化可能富集於神經元群體。相反,Nkx2.1:Grin1fl/fl中間神經元在海馬中表現出糖酵解和三羧酸循環轉錄水平升高,但在內側前額葉皮層中則呈現相反模式。
綜上,這些發現表明,糖酵解活性增強——其可能與乳酸代謝相關——是連接產前擾動與SZ後期神經環路功能障礙的一種部分趨同的發育機制,並提示下游糖酵解相關通路可能促成表型異質性。
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