揭示晝夜節律紊亂小鼠的胎盤發育：未染色組織的光聲成像研究

Belangrijkste concepten

晝夜節律紊亂會對胎盤發育，特別是迷宮區 (LZ) 的大小產生負面影響，從而影響胎兒生長；光聲成像 (PAI) 作為一種無需傳統染色方法即可評估胎盤發育的有效技術，顯示出良好的應用前景。

Samenvatting

研究論文摘要

書目信息：

Cizmeciyan, M. N., Bektas, N. I., Derin, N., Denizaltı, T., Khoshzaban, A., Unlu, M. B., & Celik-Ozenci, C. (2023). Unveiling Placental Development in Circadian Rhythm-Disrupted Mice: A Photo-acoustic Imaging Study on Unstained Tissue. Preprints. https://doi.org/10.20944/preprints202308.0436.v1

研究目標：

本研究旨在探討晝夜節律紊亂對胎盤發育和胎兒生長的影響，並評估光聲成像 (PAI) 作為一種無需傳統染色方法即可評估胎盤健康的潛力的可行性。

方法：

• 將懷孕的 BALB/c 小鼠分為兩組：對照組 (C) 和母體晝夜節律紊亂組 (MCRD)。
• MCRD 組小鼠的明暗週期每五天提前 6 小時，以模擬輪班工作模式，從而擾亂其晝夜節律。
• 在妊娠第 16 天和第 18 天收集胎盤和胎兒，並記錄其重量。
• 使用光聲顯微鏡 (PAM) 和蘇木精-伊紅 (HE) 染色對胎盤組織切片進行成像。
• 比較兩組小鼠的胎盤迷宮區 (LZ) 面積、胎盤總面積和胎兒體重。

主要發現：

• 與對照組相比，MCRD 組小鼠的 LZ 面積、胎盤總面積和胎兒體重均顯著降低。
• PAM 圖像顯示，MCRD 組小鼠的 LZ 發育受損，這可能是導致其胎兒體重不足的原因。
• PAM 成像結果與 HE 染色結果高度一致，表明 PAM 是一種評估胎盤發育的有效方法。

主要結論：

• 晝夜節律紊亂會對胎盤發育，特別是 LZ 的大小產生負面影響，從而影響胎兒生長。
• PAM 成像是一種評估胎盤發育的有效技術，與傳統染色方法相比具有多項優勢。

意義：

這項研究強調了維持正常晝夜節律對於獲得最佳妊娠結局的重要性，並提出了一種無需染色即可評估胎盤健康的潛在方法。

局限性和未來研究方向：

• 本研究採用二維成像技術，未來應採用三維成像技術以更全面地了解胎盤結構。
• 組織固定過程可能會影響結果的準確性，未來應探索其他組織處理方法。
• 未來的研究應側重於開發針對晝夜節律紊亂對胎盤發育的負面影響的干預措施。

Statistieken

與對照組相比，MCRD 組小鼠在妊娠第 16 天和第 18 天的 LZ 面積分別縮小了 0.68 倍和 0.8 倍。
在妊娠第 18 天，MCRD 組小鼠的胎兒體重比對照組小 0.71 倍。

Citaten

"我們的研究結果表明，光聲成像在識別胎盤生長發育的細微異常方面具有很高的敏感性。"
"迷宮區的減小和胎兒體重的減輕表明，在晝夜節律紊亂的情況下，胎盤功能會受到損害。"
"光聲成像被證明是一種評估胎盤發育的有效技術，與傳統染色方法相比具有多項優勢。"

Belangrijkste Inzichten Gedestilleerd Uit

Unveiling Placental Development in Circadian Rhythm-Disrupted Mice: A Photo-acoustic Imaging Study on Unstained Tissue

by Meli... om arxiv.org 11-08-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.04694.pdf

Diepere vragen

除了擾亂迷宮區的發育外，晝夜節律紊亂還會通過哪些其他機制影響胎盤功能和胎兒生長？

除了影響胎盤迷宮區的發育外，晝夜節律紊亂還會通過以下其他機制影響胎盤功能和胎兒生長：

荷爾蒙失調： 晝夜節律紊亂會擾亂母體和胎兒的內分泌系統，影響關鍵妊娠激素（如褪黑激素、皮質醇和瘦素）的產生和調節。 這些激素在調節胎盤生長、營養物質轉運、血管生成和胎兒發育方面發揮著至關重要的作用。 例如，褪黑激素是一種有效的抗氧化劑，可以保護胎盤免受氧化應激，而晝夜節律紊亂會降低褪黑激素的產生，從而增加氧化應激和胎盤功能障礙的風險。
代謝紊亂： 晝夜節律紊亂與葡萄糖耐受不良、胰島素抵抗和妊娠期糖尿病的風險增加有關。 這些代謝紊亂會損害胎盤中的葡萄糖轉運和利用，從而導致胎兒生長受限和胎兒過大。
免疫失調： 胎盤在母體免疫系統和胎兒免疫系統之間建立耐受性方面發揮著至關重要的作用。 晝夜節律紊亂會擾亂母體的免疫反應，導致炎症增加和免疫細胞功能改變，從而增加妊娠併發症（如先兆子癇和早產）的風險。
氧化應激和炎症： 晝夜節律紊亂會增加胎盤中的氧化應激和炎症，從而損害細胞功能並導致胎盤功能障礙。 氧化應激和炎症與各種妊娠併發症有關，包括胎兒生長受限、先兆子癇和早產。
表遺傳學改變： 晝夜節律紊亂會改變胎盤和胎兒組織中的基因表達模式，從而對胎兒發育和長期健康產生持久影響。 這些表遺傳學改變會影響胎兒生長、代謝和疾病易感性。

考慮到小鼠和人類胎盤之間的差異，如何將這項研究的結果轉化為人類的臨床應用？

儘管小鼠模型為研究晝夜節律紊亂對胎盤發育的影響提供了有價值的見解，但在將這些發現轉化為人類臨床應用時，必須考慮到小鼠和人類胎盤之間的差異。

解剖學和生理學差異： 小鼠和人類胎盤在解剖學、生理學和妊娠期方面存在顯著差異。 例如，小鼠胎盤是血竇型胎盤，而人類胎盤是絨毛膜型胎盤。 這些差異可能會影響晝夜節律紊亂對胎盤功能和胎兒生長的影響。
晝夜節律系統的差異： 儘管小鼠和人類具有相似的晝夜節律系統，但也存在一些差異，例如晝夜節律週期的長度和特定時鐘基因的表達模式。 這些差異可能會影響晝夜節律紊亂對胎盤功能的影響。
倫理方面的考慮： 對孕婦進行晝夜節律紊亂的研究存在倫理方面的挑戰，因為需要平衡潛在的科學益處與母體和胎兒的風險。

為了將小鼠研究結果轉化為人類臨床應用，需要進一步研究以：

驗證人類胎盤中晝夜節律紊亂的影響： 需要對孕婦進行縱向研究，以確認晝夜節律紊亂與胎盤功能障礙、胎兒生長受限和妊娠併發症之間的關係。
確定人類胎盤中晝夜節律紊亂的潛在機制： 需要進一步研究以闡明人類胎盤中晝夜節律紊亂的特定細胞和分子機制。
開發針對人類的干預措施： 一旦確定了晝夜節律紊亂對人類胎盤的影響和機制，就可以開發和測試干預措施（如時間療法或藥理學方法）以減輕這些影響。

如果將這項研究的重點放在預防而不是治療上，那麼在促進孕期健康和改善胎兒發育方面可以採取哪些措施？

如果將重點從治療轉移到預防，則可以採取以下措施來促進孕期健康和改善胎兒發育：

保持規律的睡眠-覺醒週期： 孕婦應優先考慮規律的睡眠時間表，並儘量減少夜間暴露在人造光下，尤其是在睡覺前。 這將有助於調節她們的晝夜節律並優化激素產生。
攝取均衡的飲食： 應鼓勵孕婦攝取富含水果、蔬菜、全穀物和瘦肉蛋白的均衡飲食。 這將有助於確保她們獲得胎盤和胎兒發育所需的必需營養素。
定期鍛鍊： 定期進行體育鍛鍊，例如散步、游泳或產前瑜伽，可以改善孕婦的整體健康狀況，包括她們的晝夜節律調節和胰島素敏感性。
管理壓力： 壓力會擾亂晝夜節律並對胎盤功能產生負面影響。 孕婦應探索壓力管理技巧，例如瑜伽、冥想或與親人共度時光。
避免夜班工作和輪班工作： 如果可能，孕婦應避免夜班工作和輪班工作，因為這些工作會擾亂她們的晝夜節律並增加妊娠併發症的風險。
諮詢醫療保健提供者： 孕婦應與她們的醫療保健提供者討論她們的晝夜節律健康狀況，尤其是在她們有晝夜節律紊亂史或輪班工作的情況下。 醫療保健提供者可以提供有關如何優化孕期晝夜節律健康的個性化建議。

通過提高對晝夜節律紊亂對胎盤健康和胎兒發育的影響的認識，並實施以預防為重點的策略，醫療保健提供者可以幫助孕婦優化她們的妊娠結果並降低她們的孩子患慢性疾病的風險。