《Brain, Behavior, and Immunity》：Prenatal-lactational alcohol exposure induces sex-specific CX
3CL1/CX
3CR1 dysregulation linked to neuroendocrine imbalance and cardiovascular risk
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为阐明胎儿酒精谱系障碍（FASD）长期神经行为与心血管共病的分子机制，Dina Medina-Vera等采用产前-哺乳期酒精暴露（PLAE）模型，发现雌性后代呈现焦虑样行为、血浆CXCL1升高及心脏CXCR1上调，雄性则表现为基质重塑特征。研究揭示CXCL1/CXCR1轴是连接神经免疫与血管损伤的关键节点，为FASD的跨系统干预提供新靶点。
酒精作为全球最广泛消费的精神活性物质，其慢性使用可导致酒精使用障碍（AUD），伴随抑郁、焦虑等精神共病及认知功能损害。更为严峻的是，孕期饮酒对胎儿发育造成严重危害，引发胎儿酒精谱系障碍（FASD），表现为持续性形态学、行为学、心血管及神经发育损伤。尽管FASD的神经发育后果已被充分记录，但越来越多的临床和临床前研究表明，发育期酒精暴露还会破坏心血管调节和血管健康，包括早期自主神经功能障碍、心率变异性改变、内皮功能障碍和细胞外基质重塑等。这些变化可能在明显心血管疾病发生之前就已出现，提示产前-哺乳期酒精暴露（PLAE）从生命早期就编程了长期心血管易感性。
与此同时，神经免疫失调被认为是FASD的核心机制之一。产前和产后早期酒精暴露可诱导持续性小胶质细胞激活、夸张的炎症信号和改变的神经免疫通讯。在这些生物学系统中，CXCL1（fractalkine，分形素）及其唯一已知受体CXCR1构成的信号轴尤为关键。CXCL1是一种具有炎症和稳态双重作用的趋化因子，主要由神经元组成性表达，在炎症条件下可在血管内皮和平滑肌细胞中诱导表达。其受体CXCR1在中枢神经系统的小胶质细胞及外周髓系细胞（如单核细胞/巨噬细胞和树突状细胞）中高表达。该通路不仅调节神经可塑性、突触修剪和小胶质细胞激活，还参与调控神经内分泌反应和应激应对行为。重要的是，CXCL1/CXCR1轴的作用并不局限于中枢神经系统，它还参与动脉粥样硬化、血管炎症和内皮功能障碍等心血管疾病过程。
基于上述背景，研究人员提出科学假设：PLAE可能与该轴的性别特异性失调相关，并伴随整合的行为、神经内分泌、炎症和心血管特征改变。为验证这一假设，来自西班牙Málaga生物医学研究所和BIONAND纳米医学平台的研究团队开展了这项创新性研究，相关成果发表于《Brain, Behavior, and Immunity》。
该研究采用C57BL/6小鼠作为实验对象，通过"黑暗期饮酒"（DID）范式建立PLAE模型。具体方法包括：孕期和哺乳期母鼠给予20%乙醇溶液，每周4天 binge-like 饮酒模式；后代在出生后60-70天（PND60-70）进行行为学测试，包括高架十字迷宫（EPM）评估焦虑样行为和悬尾试验（TST）评估应激应对行为；PND70时采集躯干血和心脏组织，采用多重免疫分析（Luminex技术）检测血浆皮质酮、炎症介质和心血管风险标志物；通过实时定量PCR（qPCR）检测心脏组织中应激和炎症相关受体基因表达；最后进行皮尔逊相关性分析探索CXCL1与各指标的关联。
母鼠酒精摄入情况
研究首先确认了DID模型的有效性。母鼠在孕期和哺乳期持续摄入酒精，体重变化与对照组无显著差异。酒精摄入量随时间推移而增加，在妊娠第4、5、6个binge日显著高于第1个binge日，证实了该模型能够模拟人类 binge-like 饮酒模式。
PLAE对后代应激相关行为的影响
在焦虑样行为评估中，PLAE后代进入开放臂的百分比显著降低，提示焦虑样行为增加。更值得注意的是，PLAE与性别存在显著交互作用：PLAE雌性后代在开放臂停留时间显著短于PLAE雄性后代和水暴露雌性后代，表明雌性对PLAE的行为敏感性更高。在应激应对行为方面，雌性后代整体表现出更长的不动潜伏期（latency to immobility）和更短的不动时间（immobility duration），提示被动应对减少，但这一性别差异与PLAE无交互作用。
神经内分泌和免疫失调
血浆皮质酮水平显示显著的性别主效应，雌性后代水平高于雄性，但不受PLAE影响。关键发现是CXCL1水平的显著改变：PLAE和性别均产生主效应，且两者存在显著交互作用。具体而言，PLAE雌性后代的血浆CXCL1水平较水暴露雌性后代和PLAE雄性后代显著升高，增幅约两倍。在炎症介质方面，PLAE后代整体表现出IL13和IL18水平升高，提示2型炎症和炎症小体相关通路激活。IL13水平同时受性别影响，雌性高于雄性。此外，PLAE雌性后代的IL2水平低于水暴露雌性后代。
心血管风险生物标志物和内皮特征
在内皮功能相关标志物中，PLAE后代血浆CXCL16水平显著降低，这一趋化因子/清道夫受体具有动脉粥样硬化保护作用。PLAE同时升高PAI-1（纤溶酶原激活物抑制剂-1）水平，提示促血栓形成环境。性别方面，雌性后代表现出更高的sE-Selectin、PECAM-1和血栓调节蛋白（thrombomodulin）水平，反映基础内皮激活状态。proMMP-9（基质金属蛋白酶-9前体）分析显示PLAE和性别均产生主效应，且存在显著交互作用：PLAE显著升高proMMP-9，但在雄性中的增幅明显大于雌性，提示雄性更突出的基质重塑特征。sP-Selectin在PLAE雄性后代中显著降低。
心脏组织中应激和炎症受体基因表达
在心脏糖皮质激素受体（Nr3c1）和盐皮质激素受体（Nr3c2）方面，仅Nr3c2显示出PLAE主效应，PLAE后代表达上调。关于CXCR1，PLAE产生主效应，且与性别存在交互作用：PLAE雌性后代的心脏Cx3cr1 mRNA水平显著高于水暴露雌性后代和PLAE雄性后代，与血浆CXCL1的性别特异性升高相呼应。此外，PLAE上调Tnfrsf1a（肿瘤坏死因子受体超家族成员1A）表达，下调Tlr4（Toll样受体4）和Nfkbia（NF-κB抑制蛋白α）表达，提示NF-κB信号通路调控改变和炎症"预激活"状态。
CXCL1作为行为、炎症和心血管结局的汇聚因子
相关性分析揭示CXCL1是跨系统关联的核心节点。在行为参数方面，CXCL1与开放臂进入次数（r = -0.382）、开放臂停留时间（r = -0.677）和悬尾试验不动时间（r = -0.458）呈负相关，与皮质酮水平呈正相关（r = +0.683）。在炎症介质中，CXCL1与IL13（r = +0.505）和IL18（r = +0.431）正相关。在心血管标志物中，与CXCL16（r = +0.481）和PAI-1（r = +0.531）正相关。在心脏基因表达中，与Cx3cr1（r = +0.594）、Tnfrsf1a（r = +0.404）和Il1r1（r = +0.368）正相关。这些关联在 pooled 样本中显著，但在单独分析水暴露后代时不显著，提示PLAE暴露后CXCL1的整合作用才凸显。
研究结论与意义
本研究首次系统阐明了PLAE与CXCL1/CXCR1轴性别特异性失调的关联，及其对神经内分泌、炎症和心血管系统的广泛影响。核心发现包括：PLAE雌性后代呈现焦虑样行为增加、血浆CXCL1升高和心脏Cx3cr1上调的"三联征"，而PLAE雄性后代则表现为基质重塑特征（proMMP-9升高、sP-Selectin降低）而无明显行为或内分泌改变。跨性别而言，PLAE与促炎/内皮激活特征（IL13、IL18、PAI-1升高，CXCL16降低，proMMP-9升高）和心脏基因表达改变（Nr3c2、Tnfrsf1a升高，Tlr4、Nfkbia降低）相关，提示亚临床内皮功能障碍和心血管风险。
CXCL1 emerged as a central biomarker，其水平与探索行为和应激应对行为负相关，与皮质酮、炎症/血管标志物及心脏Cx3cr1、Tnfrsf1a表达正相关。这些关联性发现支持CXCL1/CXCR1轴作为PLAE后神经行为和心血管脆弱性长期后果的潜在机制连接点。从转化医学角度，这一发现提示靶向fractalkine通路（如使用中和抗体、小分子拮抗剂或RNA干扰）可能为FASD提供双重治疗获益——既改善应激相关行为失调，又减轻血管损伤。
研究还揭示了重要的性别差异：雌性对PLAE的行为和神经内分泌敏感性更高，而雄性则表现为更突出的血管基质重塑。这种差异可能与性激素和神经免疫轴的相互作用有关，提示未来干预策略需考虑性别特异性。研究的局限性包括样本量、单株系和单一暴露范式、缺乏发情周期分期等，且为关联性设计而非因果性证明。未来研究需通过基因操作或药理学干预确立CXCL1/CXCR1通路的因果作用，并探索预防性和挽救性干预的时效窗口。
总之，这项工作为理解早期环境暴露（如酒精）如何通过神经免疫-血管轴编程长期健康风险提供了新视角，强调了fractalkine信号作为FASD跨系统干预靶点的潜力，对发育起源的健康与疾病（DOHaD）研究具有重要启示。
