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本文通过使用子宫血流灌注压减少（RUPP）方法建立的大鼠胎盘功能不全致胎儿生长受限（FGR）模型，首次系统性揭示了FGR可导致子代出现脑结构、细胞及功能层面的长期异常。研究表明，RUPP子代在出生后表现为脑重和脑体积减少、皮质变薄、皮质结构紊乱、髓鞘形成异常、小胶质细胞免疫反应性增强和形态改变。这些神经损伤伴随着神经发育延迟（如睁眼延迟、超声发声增加）以及持续到成年期的运动缺陷。文章强调FGR并非急性围产期事件，而是导致长期神经发育后遗症的脆弱基础，该模型为深入理解FGR相关脑损伤机制及开发新的治疗方法提供了重要价值。
Introduction
胎儿生长受限（Fetal Growth Restriction, FGR）是一种常见的妊娠并发症，全球每年约影响3000万婴儿。FGR被定义为胎儿未能达到其全部生长潜能，是围产期发病率和死亡率的第二大原因。其主要由胎盘功能不全引起，导致向胎儿的氧气和营养物质输送减少。先兆子痫是妊娠最常见的医学并发症，是胎盘功能不全的主要诱因之一。作为对胎盘功能不全的代偿，血液会优先重新分配到大脑（“大脑保护效应”），但即便如此，FGR婴儿仍面临神经发育障碍（包括运动、认知和行为缺陷）的风险。目前，尚无有效的疗法来支持FGR婴儿的脑发育。为了开发针对长期神经发育问题的新疗法，全面理解FGR相关的脑部异常至关重要。
FGR与大脑结构异常相关，包括脑体积减小、灰质体积改变、脑回形态异常、皮质变薄、皮质结构紊乱以及白质（White Matter, WM）异常。大多数临床研究报告FGR婴儿白质体积减少和髓鞘形成延迟。在早产脑损伤的动物模型中，白质异常在细胞水平上通常与少突胶质细胞（Oligodendrocyte）成熟受阻有关。少突胶质细胞前体对缺氧和炎症敏感，这是导致FGR的关键事件。在FGR动物模型中，小胶质细胞（Microglia）表现出更强的免疫反应性表型，产生促炎细胞因子，从而阻碍少突胶质细胞成熟，这可能与观察到的白质异常有关。
实验模型对于揭示FGR相关脑损伤的机制至关重要。其中，子宫血流灌注压减少（Reduced Uterine Perfusion Pressure, RUPP）大鼠模型能够诱导胎盘功能不全相关的FGR，反映了母体的先兆子痫和子代的FGR。尽管RUPP模型被用于研究先兆子痫和胎儿发育，但其对子代出生后脑发育的影响尚未得到充分研究。
Methods
本研究使用了RUPP大鼠模型。在胚胎第14天（E14），对怀孕的Sprague-Dawley大鼠进行下腹主动脉和双侧卵巢动脉的部分结扎，以诱导RUPP。假手术组作为对照。对子代从出生后第1天（P1）到P66-67进行称重和行为测试。一部分动物在P20时通过组织学和磁共振成像（MRI）进行评估。研究包括了多个独立队列，分别用于新生儿行为学（到P20）、组织学、MRI和长期行为学（到P66-67）分析。行为学评估包括负趋地性、寻巢行为、超声发声、睁眼、抓握力、社交游戏、旷场实验和锥形梁行走测试。组织学分析包括皮质厚度测量、CTIP2+层厚度、髓鞘碱性蛋白（Myelin Basic Protein, MBP）染色、少突胶质细胞转录因子2（OLIG2）和CC1染色（标记成熟少突胶质细胞）、小胶质细胞标志物IBA1染色以及中间神经元标志物小清蛋白（Parvalbumin, PV）染色。MRI分析包括扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging, DTI）和加速微观结构成像（Accelerated Microstructure Imaging via Convex Optimization, AMICO）技术，以评估脑体积、皮质体积、分数各向异性（Fractional Anisotropy, FA）、定向分散指数（Orientation Dispersion Index, ODI）等参数。
Results
FGR phenotype in RUPP offspring
RUPP母鼠产下的活仔数较少，与更高的胎儿吸收率相关。在P20时，RUPP幼鼠表现出体重、脑重和MRI测得的脑体积均减少，同时脑体比增加。从P1到P66-67，RUPP幼鼠的体重持续低于假手术组，没有出现追赶性生长，表明存在持续的出生后生长受限。
RUPP pups show thinner cerebral cortex and abnormal cortical organization
MRI显示RUPP幼鼠皮质体积减少。组织学分析证实，在运动皮层和初级体感皮层，RUPP幼鼠的总皮质厚度均减少。通过测量深层皮质标记物CTIP2的厚度，研究发现RUPP幼鼠运动皮层的深层（CTIP2+）皮质更厚，而上层（CTIP2-）皮质更薄，表明皮质分层结构紊乱。在初级体感皮层未观察到这种差异。
对皮质中间神经元（Parvalbumin-positive, PV+interneurons）的分析显示，RUPP幼鼠在运动皮层或海马中的PV+细胞总数没有差异。然而，PV+细胞在运动皮层中的分布发生了改变，特别是在上层和深层皮质交界处以及皮质最表层，提示中间神经元的迁移或分布异常。
RUPP pups demonstrate an aberrant myelination pattern
对皮质髓鞘形成的研究发现，RUPP幼鼠皮质髓鞘覆盖的总面积百分比更高，这主要是由深层皮质的髓鞘形成增加驱动的。详细的皮质微结构分析显示，在RUPP幼鼠的深层皮质中，相互连接的纤维数量、纤维长度、连接点和分支数量均增加，表明髓鞘复杂性更高。然而，在上层皮质中，相互连接的纤维数量反而减少。
MRI扩散分析显示，在胼胝体中，RUPP幼鼠的FA值在前部降低，ODI值在整个胼胝体增加，表明白质束完整性降低和结构紊乱增加。此外，组织学测量发现RUPP幼鼠前部胼胝体厚度增加。
RUPP offspring display an oligodendrocyte maturational arrest
对少突胶质细胞群体的分析显示，RUPP幼鼠运动皮层中少突胶质细胞总数无差异，但上层皮层的少突胶质细胞密度增加。重要的是，RUPP幼鼠中成熟的CC1+少突胶质细胞（与OLIG2共标）的比例显著降低，在上层和深层皮层均是如此，表明少突胶质细胞的成熟过程受阻。
RUPP pups present increased neuroinflammation in the motor cortex, hippocampus and surrounding the third ventricle
对小胶质细胞的分析表明，RUPP幼鼠运动皮层中的小胶质细胞数量无变化，但其形态向更具免疫反应性的表型转变，表现为IBA1+面积减小、圆形度增加、Feret直径减小。在第三脑室周围，RUPP幼鼠的IBA1+细胞数量更多，且同样表现出免疫反应性增强的形态特征。在海马中，虽然各亚区细胞数量无差异，但在齿状回、CA2和CA3区，小胶质细胞也显示出免疫反应性增强的形态变化。
RUPP pups display neurodevelopmental delays and motor deficits, that persist into adulthood
行为学测试结果显示，在新生儿期，RUPP幼鼠表现出神经发育延迟和运动缺陷：在P6的负趋地性测试中转身潜伏期更长、跌倒次数更多；在P10发出更多的超声发声；在P15睁眼延迟；在P17抓握力减弱。这些缺陷与体重无关。
在青少年期（P33-35），RUPP和假手术组在社交游戏行为（扑撞和压制频率）上没有差异。在成年早期（P39-40）的旷场实验中，两组在运动活动和焦虑样行为上没有差异。
然而，在成年期（P58-63）的锥形梁行走测试中，RUPP动物表现出更差的运动协调性和平衡能力，其累积的完全足滑步数比率高于假手术组，表明运动缺陷持续到了成年。
Discussion
本研究首次证明，RUPP大鼠模型能够诱导子代出现出生后脑损伤和长期行为异常。该模型重现了临床FGR的关键特征，包括生长受限、脑体积减小、皮质变薄和结构紊乱。研究发现RUPP导致皮质髓鞘形成异常、少突胶质细胞成熟受阻、中间神经元分布改变以及神经炎症。这些病理改变伴随着从新生儿期持续到成年期的神经发育延迟和运动缺陷。
研究结果强调了FGR对神经发育的长期影响，而非仅仅是一个急性围产期事件。RUPP模型中观察到的皮质结构紊乱、髓鞘异常和少突胶质细胞成熟障碍，为理解FGR婴儿中常见的白质异常和神经发育后遗症提供了潜在的细胞机制。小胶质细胞的激活和神经炎症可能通过释放促炎因子，进一步加剧少突胶质细胞的成熟阻滞和髓鞘损伤。
总之，该研究全面表征了RUPP诱导的FGR大鼠模型的神经发育结局，为研究FGR相关脑损伤的机制提供了有价值的临床前模型。该模型可用于测试旨在改善FGR婴儿长期神经发育结局的新型疗法。
