《Acta Histochemica》：The impact of formic acid treatment on brain tissues for prion inactivation
编辑推荐：
本研究针对甲酸作为常用朊病毒灭活剂对脑组织形态的破坏性影响展开系统性评估。通过对比正常、阿尔茨海默病模型（5xFAD）及慢性消耗性疾病（CWD）模型小鼠脑组织的甲酸处理组与对照组，发现甲酸虽有效灭活朊病毒，但导致皮质宽度缩窄、海马面积减半，并引发组织撕裂等形态学损伤，且损伤程度因脑区而异。该研究强调需开发兼顾安全性与组织完整性的新型朊病毒灭活策略，对神经病理学研究与临床诊断具有重要警示意义。
在神经科学研究和神经病理诊断中，朊病毒（Prion）带来的生物安全风险始终是悬在科研人员头顶的达摩克利斯之剑。这类具有传染性的错误折叠蛋白（PrPSc）不仅引发致命的传染性海绵状脑病（TSEs），如克雅氏病（CJD）和慢性消耗性疾病（CWD），更因其对常规消毒方法（如高压灭菌、酒精和辐射）的极端耐药性，使得实验室和临床操作充满隐患。世界卫生组织（WHO）推荐使用甲酸（Formic Acid）进行朊病毒灭活，但其对组织形态的影响却鲜有系统研究——而组织形态的完整性恰恰是病理诊断和科学研究准确性的基石。
为填补这一空白，来自图罗大学蒙大拿骨科医学院的研究团队在《Acta Histochemica》上发表论文，首次系统评估甲酸处理对中枢神经系统（CNS）组织形态的影响。研究通过对比正常野生型小鼠、阿尔茨海默病模型小鼠（5xFAD）以及朊病毒感染的鹿PrP转基因小鼠（Cer-PrP-225SS）的脑组织，分别从组织宏观结构、区域特异性损伤、神经退行性病变敏感性及年龄因素四个维度展开分析。
研究团队采用配对脑半球设计：一侧经甲酸处理（95%甲酸浸泡1小时），另一侧作为未处理对照。所有样本均经福尔马林固定、石蜡包埋后切片，分别进行H&E染色和免疫荧光染色（使用NeuroTrace 530/615标记神经元、GFAP抗体标记星形胶质细胞）。通过数字显微成像系统采集图像，并利用Fiji ImageJ软件定量分析皮质宽度、海马面积及细胞数量。统计分析采用双尾t检验，以评估组间差异显著性。
3.1. 问题1：甲酸是否影响组织形态？基本结构是否保留？
宏观观察显示，甲酸处理后所有基因型脑半球均出现体积缩小，尤其长度明显缩短（图2）。H&E染色可见甲酸处理组组织出现裂纹和撕裂，切片易从载玻片脱落（图3）。定量分析证实，甲酸处理组野生型小鼠皮质宽度较对照组减少约0.24 mm（p=0.0108），海马面积减少近一半（p=0.0013）（图4、5A），表明甲酸虽未完全破坏组织结构，但显著损害其形态完整性。
3.2. 问题2：神经退行性病变组织是否更易受甲酸损伤？
在5xFAD模型（模拟阿尔茨海默病病理）中，甲酸同样引起皮质宽度缩小（p=0.0014）和海马面积减少（p=0.0311），但损伤程度与野生型无显著差异（图5B、6）。免疫荧光染色发现，甲酸处理组皮质区神经元数量在单位面积内反而增加（平均871个 vs. 对照组537个，p=0.0053），而星形胶质细胞数量无显著变化（图7、8）。研究者推测，这可能是因皮质缩窄导致神经元密度假性升高。在CWD感染模型中，甲酸处理后的海绵状病变组织与未感染组（NBH接种）的皮质宽度和海马面积均无显著差异（图9），提示朊病毒相关病理变化并未加剧甲酸的组织损伤效应。
3.3. 问题3：甲酸引起的形态变化是否在全脑均匀分布？
数据分析揭示脑区敏感性差异：海马面积在甲酸处理后缩减至对照组的48%，而皮质宽度仅缩减至82%，两者比值差异极显著（p<0.0001）（图10）。这表明甲酸对深部脑区（如海马）的损伤程度远高于表层皮质，提示组织形态评估需考虑区域特异性校正。
3.4. 问题4：动物年龄是否调节甲酸效应？
对比年轻（约4月龄）与年老（约11月龄）野生型小鼠发现，年龄对甲酸引起的皮质缩窄无显著影响（p=0.8388），说明成年脑组织对甲酸的敏感性相对稳定。
本研究明确证实甲酸处理虽能有效灭活朊病毒，但会导致脑组织收缩、结构破损及区域特异性形态失真，且这些效应与神经退行性病变严重程度或动物年龄无关。尤其值得注意的是，海马区对甲酸的敏感性远高于皮质，这可能影响针对学习记忆相关脑区的病理学结论。此外，甲酸处理引起的神经元密度假性升高警示研究人员需谨慎解读细胞定量数据。
这些发现对神经病理诊断实践和朊病毒相关研究具有双重意义：一方面，甲酸处理后的组织形态失真可能误导疾病病理评估；另一方面，当前依赖甲酸灭活的生物安全协议亟待优化。研究者呼吁开发新型朊病毒灭活方法，在保障操作安全的同时，最大限度保留组织形态完整性——这不仅关乎科研数据的可靠性，更直接关系到医护人员和实验室人员的职业安全。未来研究可探索温和化学灭活剂或物理灭活技术，并拓展至人脑组织验证，以推动朊病毒安全管理与精准病理诊断的协同发展。
