目的:脊柱裂是神经管缺陷的一个临床类型,发病机制尚不明确。本课题通过对当地一些医院(河北省承德市中心医院、河北省承德市附属医院,河北省266医院及河北省妇幼保健院)胎儿脊柱裂的发病情况进行临床统计和走访分析工作,根据统计分析结果选取三种有可能引起胎儿脊柱裂的可控制因素,以大鼠为实验模型,运用二维超声定位技术观察研究这三种因素对胎儿脊柱发育过程的影响程度,并进一步利用分子生物学手段检测与神经干细胞的增殖、分化相关联的巢蛋白(nestin)在我们选取的三种诱导因素下的表达峰度变化,希望深入探索可能诱发胎儿脊柱裂的病因及其分子机制。最后,利用我们的研究结果来正确引导孕妇做好预防胎儿脊柱裂发生的防治工作,可以大大降低妊娠期胎儿脊柱裂的发病率,从而更好的让医学成果为人类服务。方法:脊柱裂是一种先天畸形,目前已成为影响新出生儿致死或致残的主要原因之一。本课题对河北省承德市中心医院、河北省承德市附属医院,河北省266医院以及河北省妇幼保健院自2011年到2014年间超声检查出的胎儿脊柱裂发病率进行数据统计,以医院临床样本为基础进行初步的资料采集,进一步采取随机抽样方式选择其中1/2比例的病人进行走访工作,走访过程中,详细咨询并严格填写事先编排的可能诱导脊柱裂因素的表格。另外鉴于数据收集分析的严谨性和可参照性,我们也随机走访了相同数目的正常孕妇,以便后面数据的对比分析。根据研究报道,目前较为普遍的观点认为绝大多数胎儿脊柱裂是遗传因素与环境因素相互作用的结果,强调多基因遗传的基础上,胚胎在神经系统发育过程中遇到各种外界环境致畸因素所引起。我们将调查研究的具体项目可分为两类:一是遗传学因素,如产妇既往有无出生缺陷史或家庭畸形史;二是环境因素,如妊娠期前后孕妇的饮食情况、运动量、情绪变化,以及孕妇夫妻职业等,另外归纳统计各年龄段孕妇和妊娠时间,以期望得到一些可供预测的因素。通过统计分析走访调查结果,选择其中与胎儿脊柱裂相关性最大的三种可控制的因素,以大鼠为实验模型,设计诱导检测实验:将40只大鼠分为4组,每组10只大鼠,其中三组作为实验组进行不同条件的诱导处理,另外一组正常饲养作为对照组,定期运用二维超声定位技术观察检测不同诱导条件下大鼠胎儿脊柱发育情况。获得的初步结果后继续运用统计学方法,分析这三种因素对大鼠胎儿脊柱发育的影响程度,首先通过主成分分析方法和卡方检验定性法来检测这三种因素的设计是否符合统计学意义,进一步运用方差分析方法和相关性检测这三种因素对胎儿脊柱发育过程影响的稳定相关性。另外根据前期的研究报道在神经胚开始形成,神经干细胞增殖时,巢蛋白(nestin)的表达水平随着神经细胞的迁移分化而变化,当神经干细胞逐渐向祖细胞分化,巢蛋白的表达水平逐渐减弱,当神经细胞迁移完成、并且出现明显分化特征时,巢蛋白的表达将完全停止,并被其它中间纤维蛋白所取代,这表明巢蛋白的表达与神经干细胞的增殖、分化有关。我们推测某种因素可能影响着巢蛋白的表达,进而通过不同蛋白质分子间的调控作用影响着胎儿脊柱的发育过程。我们设计了以下实验:根据文献报道,在大鼠怀孕10 d左右巢蛋白的表达丰度最高,因此本实验选取怀孕10 d的孕鼠拿来进行研究分析。我们将40只大鼠分为4组,每组10只大鼠,其中三组作为实验组进行不同条件的诱导处理,另外一组正常饲养作为对照组,在大鼠怀孕期十天时,在相同的时间下分离获取胎鼠神经干细胞。将获取的胎鼠神经干细胞进行超声破碎裂解,收集全细胞裂解液,统一标定到相同的总蛋白浓度,用western blot检测技术定量分析测定不同组胎鼠神经干细胞内巢蛋白在蛋白质水平上的表达差异,以actin做内参,运用Image J软件定量计算出巢蛋白表达量,即可推测某种因素可能影响着巢蛋白的表达情况,预测三种因素对出现胎儿脊柱裂的影响,进而从分子机理来探索胎儿脊柱裂的发病原因。结果:自2011年到2014年间超声检查出脊柱裂(显性)的胎儿为79例,占总调查出生人口的3%0,且逐年有下降的趋势,接下来对随机选中的38例胎儿家庭进行走访工作,结果表明其中有8例是家族成员中曾出现过神经管缺陷症的患病者,有12例是母亲怀孕时年龄已经超过35岁,还有4例是夫妻双方或者其中一方的工作环境中的空气极其恶劣,如某些化工厂、煤厂之类的工作场所,有10例是母亲的怀孕时间在仲夏高温时期,有3例的母亲在妊娠期有摔伤或碰撞硬物的经历,有5例是母亲在怀孕前或者怀孕后服用过避孕药,有2例的母亲在妊娠期有食用烟酒经历,最后还有4例并没有经历过我们所调研项目的情况。通过以上走访结果,我们可以认识到随着近几年孕期防护科学知识的大量宣传,以及政府医疗机构对孕妇适当补充叶酸后,胎儿脊柱裂患者的数目逐年减少。同时,结果也表明高龄产妇、孕期如是高温天气或者孕妇长期处于空气质量很差的环境,都会增加胎儿出现脊柱裂的可能性。结论:以大鼠为实验模型,通过二维超声定位技术和western blot检测的分子生物学手段,以统计学分析得到的实验结果表明,叶酸营养,高龄化,高温恶劣的空气环境等因素对胎儿脊柱裂的发生有着重要影响,而且叶酸营养所带来的效果最为显著,其次是高龄化,最后高温恶劣的空气环境。