孤独症(autism)是一种广泛性脑发育障碍性疾病的典型代表,表现出言语发育障碍、社会交往困难、兴趣范围狭窄和重复刻板等行为特征。患儿常在1岁后被发现并确诊。国外流行病学调查发现孤独症在的儿童群体中发病率不低于1.3/1000,男女发病比率约为4：1。依此推算,中国至少有300万孤独者患者。孤独症的发病原因目前尚不清楚,大多数人认为是遗传因素和环境因素共同作用的结果。非遗传因素可能与出生前涉及脑发育的正常信号通路受到干扰有关,遗传因素则可能与这些信号通路的某些基因突变有关。孤独症患者常常表现出独特的视觉认知行为特征,表现为多注重事物细节、对周围视觉环境的细微变化高度敏感等。研究发现,孤独症患者在眼水平追踪等测试中也表现出同正常对照者之间存在差异。根据神经解剖学的知识可知,视觉目标的选择、视觉注意力的转换和视觉反射等行为的执行与上丘的功能密切相关。上丘(superior colliculus; SC)位于中脑四叠体上份,为视觉反射中枢。组织结构上,SC由外向内分为7层,其中浅灰质层和视层接受视网膜的传入纤维,中灰质层含有与眼扫视相关的各类神经元。SC发挥视觉反射和协调眼扫视的功能同小清蛋白(parvalbumin; PV)神经元密切相关,这类神经元以快速去极化和高电活性为特征。研究发现,PV免疫阳性神经元由上丘投射至皮层各相关脑区,参与眼、耳和头部的运动协调。PV在细胞中构成依赖钙离子激活的钾通道,通常表达PV的细胞具有高电活性的特征。在SC内,PV与多种兴奋性神经递质共存,是视觉通路中的一类投射神经元。由此可见,研究SC脑区PV免疫阳性神经元的形态改变以及PV表达的变化对揭示孤独症患者特殊视觉认知模式的神经形态学原因有重大意义。因此,本课题作了如下研究：一、建立孤独症动物模型：在Wistar大鼠孕期第12.5天时,给予一次性腹腔注射丙戊酸钠(VPA),获得子代鼠孤独症动物模型。对模型动物进行发育情况及行为学检测。通过体重、脑重、睁眼时间、游泳测试、伤害性知觉测试和倾斜板测试等的检测,可知动物具有功能发育延迟、伤害性知觉减退等行为异常,同人类孤独症患者的发育特点及行为学特征极为相似。表明,孕期VPA暴露成功地模拟出了接近人类孤独症行为特征的动物模型。二、通过免疫组织化学方法和图像分析技术,检测了模型动物不同年龄段(出生后10、20和90天)SC脑区浅灰质层、视层和中灰质层PV免疫阳性神经元的数目,结果发现在睁眼之前,上丘浅层只有极少的PV免疫阳性神经元表达；在幼年时期,模型组PV免疫阳性神经元数目明显高于对照组；而在成年后,模型组PV免疫阳性神经元则明显少于对照组。三、通过Western blot方法检测了不同发育阶段SC脑区PV的表达变化。结果同样显示模型组幼年期PV表达增高而成年期则下降。本结果与免疫组织化学结果相一致。综上所述,PV在孤独症模型动物SC脑区的表达呈现出随发育阶段不同而先增高后降低的改变。表明PV在SC的表达异常可能同孤独症患者特殊的视觉认知特征相关。幼年期的过高表达扰乱了中枢神经系统的正常发育模式从而导致功能损害。