《Brain Research》：Call category classification of the isolation-induced ultrasonic vocalizations emitted by BTBR
T+Itpr3tf/J mouse pups exposed to different perinatal diets
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為探究圍產期高脂飲食（HFD）對自閉癥譜系障礙（ASD）小鼠模型超聲發聲（USVs）的影響，研究人員以 BTBR 和 C57BL/6J 小鼠為對象，分析不同飲食下乳鼠 USVs 差異。發現 BTBR 乳鼠發聲更多，HFD 顯著增加其體重和發聲總數，為 ASD 早期環境影響機制提供線索。
自閉癥（Autism Spectrum Disorder, ASD）是一種以社交溝通障礙和重復刻板行為為核心特征的神經發育性疾病，多數患兒在 2 歲左右即可被診斷，這提示其病理機制可能早在胚胎發育階段就已埋下伏筆。母體營養作為早期發育環境的關鍵調控因素，其與 ASD 發病的關聯一直是科學界關注的熱點。過往研究發現，母體肥胖、高糖高脂飲食可能通過改變子宮內環境，增加子代患 ASD 及其他神經精神疾�。ㄈ缃箲]、抑郁）的風險，但具體如何影響早期社交溝通行為的分子機制尚不清楚。小鼠作為常用的模式生物，其乳鼠在與母鼠分離時發出的超聲發聲（Ultrasonic Vocalizations, USVs）可作為評估早期社交溝通能力的重要指標。然而，圍產期飲食對 USVs 的頻譜特征及呼叫類別（如諧波、復合音等）的影響尚未有系統性報道，尤其是在 ASD 模型小鼠中的表現仍需深入探究。
為填補這一研究空白，來自相關研究機構的研究人員以 BTBR T+Itpr3tf/J（BTBR）小鼠（一種經典的 ASD 模型鼠，具有社交缺陷和重復梳理行為）和 C57BL/6J（B6）小鼠為研究對象，開展了圍產期飲食對乳鼠 USVs 影響的研究。該研究成果發表在《Brain Research》，為揭示 ASD 早期環境風險因素提供了重要實驗依據。
研究主要采用以下關鍵技術方法：
- 動物模型與飲食干預：將雌鼠分為三組，分別給予標準飼料（Chow-control）、對照高脂飼料（HFD-Control）和高脂飼料（HFD），從交配前 2 周持續至斷奶（乳鼠約 3 周齡）。
- USVs 采集與分析：在乳鼠出生后第 4 天（P4）、第 6 天（P6）、第 8 天（P8），記錄隔離誘導的 USVs，利用深度學習軟件 DeepSqueak 對 spectrograms 進行自動分類，分析不同呼叫類別的數量、持續時間、頻率和能量。
- 統計分析：評估母體飲食、乳鼠日齡、品系對 USVs 特征的影響，采用方差分析等統計學方法驗證差異顯著性。
研究結果
1. 母體高脂飲食對乳鼠體重的影響具有品系特異性
BTBR 乳鼠體重受 HFD 影響更為顯著：P4、P6、P8 時，HFD 組 BTBR 乳鼠體重均顯著高于 B6 乳鼠，且 BTBR 的 HFD 組與 HFD-Control 組體重差異明顯。而 B6 乳鼠僅在 HFD 組表現出體重增加，提示 BTBR 對高脂飲食的代謝響應更敏感。
2. BTBR 乳鼠 USVs 數量顯著多于 B6 乳鼠，HFD 進一步加劇這一差異
無論飲食、日齡、性別或呼叫類型，BTBR 乳鼠的 USVs 總數均顯著高于 B6 乳鼠。HFD 對 BTBR 乳鼠的 USVs 總數有顯著促進作用，而對 B6 乳鼠影響較小。這表明 ASD 模型鼠的社交溝通異�？赡芘c發聲頻率升高相關，且圍產期高脂環境可放大這一表型。
3. 呼叫類別使用受母體飲食影響較小，但頻譜特征存在品系差異
雖然母體飲食對呼叫類別（如 complex、harmonics、composite 等）的使用比例影響有限，但 BTBR 乳鼠的 harmonics 和 composite 呼叫占比高于 B6 乳鼠，與既往研究結果一致。此外，BTBR 乳鼠 USVs 的持續時間、主頻和能量等參數在不同日齡呈現動態變化，提示其發聲發育軌跡可能異于正常小鼠。
研究結論與討論
本研究通過 ASD 模型鼠與正常小鼠的對比，證實圍產期高脂飲食對 BTBR 乳鼠的體重和 USVs 特征具有更顯著的影響，表明 ASD 個體可能對早期營養環境異常更為敏感。DeepSqueak 等自動化分析工具的應用，為 USVs 的高通量研究提供了新方法，有助于解析 ASD 早期社交溝通障礙的聲學標志物。
值得注意的是，盡管 HFD 對 B6 乳鼠的 USVs 數量影響較小，但仍觀察到體重增加，提示高脂飲食的代謝效應可能獨立于神經行為表型。未來研究可進一步探究腸道菌群、表觀遺傳等中介機制，明確母體營養與 ASD 發病的因果關系。該研究不僅為 ASD 的環境風險因素提供了實驗證據，也為開發基于發聲特征的 ASD 早期篩查工具奠定了基礎，對理解神經發育性疾病的早期干預策略具有重要意義。
