Animal model-based studies have shown that ethanol exposure during early gestation induces developmental stage-specific abnormalities of the face and brain. The exposure time-dependent variability in ethanol's teratogenic outcomes is expected to contribute significantly to the wide spectrum of effects observed in humans with fetal alcohol spectrum disorder (FASD). The work presented here employs a mouse FASD model and magnetic resonance microscopy (MRM; high resolution magnetic resonance imaging) in studies designed to further our understanding of the developmental stage-specific defects of the brain that are induced by ethanol. At neurulation stages, i.e. at the beginning of gestational day (GD) 9 and again 4 hours later, time-mated C57Bl/6J dams were intraperitoneally administered 2.9 g/kg ethanol or vehicle. Ethanol-exposed fetuses were collected on GD 17, processed for MRM analysis, and results compared to comparably staged controls. Linear and volume measurements as well as shape changes for numerous individual brain regions were determined. GD 9 ethanol exposure resulted in significantly increased septal region width, reduction of cerebellar volume, and enlargement of all of the ventricles. Additionally, the results of shape analyses showed that many areas of the ethanol-exposed brains including the cerebral cortex, hippocampus and right striatum were significantly misshapen. These data demonstrate that ethanol can induce dysmorphology that may not be obvious based on volumetric analyses alone, highlight the asymmetric aspects of ethanol-induced defects, and add to our understanding of ethanol's developmental stage-dependent neuroteratogenesis

چکیده

مطالعات مبتنی بر مدل نشان داده اند که قرارگیری در معرض اتانول در طی اوایل بارداری، سبب نارسایی های مختص هر مرحله رشد صورت و مغز می گردد. انتظار می رود تغییرپذیری وابسته به زمان پیامدهای نارسایی ناشی از قرارگیری در معرض اتانول، سهم زیادی را در طیف گسترده ای از اثرات مشاهده شده در انسانها با نارسایی طیف الکل جنینی (FASD) داشته باشد. کار ارائه شده در اینجا از یک مدل FASD موش و میکروسکوپی تشدید مغناطیسی (MRM؛ تصویربرداری تشدید مغناطیسی با رزولوشن بالا) در مطالعات استفاده می کند که برای درک بیشتر ما از نقص های مراحل رشد مغز بر اثر اتانول، طراحی شده است. در مراحل تشکیل عصب، یعنی در آغاز روز 9 جنین در رحم (GD) و دوباره 4 ساعت بعد، سدهای جفت شده از نظر زمانی C57Bl/6J  ،  در پریتونیوم حدود 2.9 g/kg اتانول یا حامل را توزیع کردند. جنین های در معرض اتانول در GD 17 جمع آوری شدند، برای آنالیز MRM پردازش شدند و نتایج با کنترل های مربوط به هر مرحله مقایسه شدند. اندازه گیری های خطی و حجمی و نیز تغییرات شکل برای نواحی فراوان هر مغز به دست آمدند. اتانول روز GD 9 به افزایش قابل توجه پهنای ناحیه جداری، کاهش حجم مخچه و تورم و بزرگی همه شکمچه های مغز منجر شد. به علاوهنتایج تحلیل های شکل نشان دادند که نواحی بسیاری از مغزهای قرار گرفته در معرض اتانول شامل کورتکس مخچه ای، هیپوکمپوس و جسم مخطط راست به درستی شکل نگرفته بودند. این داده ها نشان می دهند که اتانول می تواند سبب تغییر شکل مورفولوژی گردد که این هم ممکن است بر اساس تحلیل های صرفا حجمی، واضح نباشد. همچنین می تواند جنبه های نامتقارن نقوص حاصل از اتانول را تشدید کند و به درک ما از نارسایی های عصبی اتانولی در مراحل مختلف رشد کمک کند.

1-مقدمه

محدوده کامل نارسایی هایی که از قرارگیری جنین در برابر اتانول (به نام نارسایی طیف الکل جنین (FASD)) نشات می گیرد که شامل نقص های جمجمه ای-خاجی و تاخیر رشد و نیز آسیب به انواع سیستم های اندامی از جمله سیستم عصب مرکزی (CNS) است. علاوه بر دومین مورد، روندهای متغیر و میزان تغییرات ساختاری و عملکردی شامل نقص های شناختی و رفتاری نیز هستند (Mattson et al., 2013;Ware et al., 2013). این تغییرپذیری اثر ناشی از تفاوت میزان دوز اتانول از مادر و زمان بندی جذب در طی بارداری و نیز قرارگیری همزمان در معرض عوامل محیطی دیگر، وضعیت تغذیه ای و پروفایل های ژنتیکی است (Jones, 2011). برای گزارش حاضر، بستگی مرحله رشد با آسیب به CNS جالب توجه است.این مسئله به ارزیابی مدلهای حیوانی مربوط می شود. هدف از این اطلاعات مربوط به اثرات وابسته به مرحله ای اتانول، بهبود تشخیص پیش از تولد و پس از تولد سوژه های در معرض اتانول است.مطالعات قبلی روی جنین موش ها نشان داده اند که نارسایی رشدی حاد در زمان های رشد جنین اتفاق می افتند که به اندازه نصف یک روز با هم فاصله دارند و به تغییر عمیق روندهای آسیب مغزی منجر می شوند (Dunty et al., 2001; Godin et al., 2010; Kotch and Sulik, 1992;Parnell et al., 2009; Shenefelt, 1972). از این منظر، داده هایی که روندهای مرحله ای مرگ سلولی ناشی از اتانول را در بافت هایی شامل مغز در حال رشد توضیح می دهند (الگوهایی که ظاهرا نشان دهنده سوء عملکرد بعدی هستند)، قابل توجه هستند ...