分太尼（Fentanyl）是一種μ-啊片受體激動(dòng)劑，是*常用的鎮(zhèn)痛藥之一，可誘發(fā)包括產(chǎn)前和產(chǎn)期軀體感覺、行為、認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)功能受損等神經(jīng)毒性，而這些神經(jīng)毒性造成的表型與ASD極其相似。然而，目前沒有評估分太尼與ASD的關(guān)系的研究，也不確定分太尼對小鼠孤獨(dú)癥樣行為的影響。
產(chǎn)前因食用魚類而接觸甲基汞與包括Grin2b在內(nèi)的基因的DNA甲基化變化有關(guān)，導(dǎo)致兒童期認(rèn)知障礙。然而，尚不清楚在早期（大腦快速發(fā)育的時(shí)期）服用分太尼是否可以調(diào)節(jié)NMDA受體亞單位（例如GluN2B）的甲基化和表達(dá)，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)自閉癥譜系障礙或嚙齒動(dòng)物出現(xiàn)自閉癥樣行為。
前扣帶回皮質(zhì)（ACC）處理認(rèn)知和情緒，其在ASD中受到影響。ACC高表達(dá)μ-啊片受體，因此其在疼痛感知和調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。研究表明，NMDA受體與μ-啊片受體之間存在功能聯(lián)系，而拮抗NMDA受體可抑制嗎F誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛耐受性。然而，尚不清楚分太尼誘導(dǎo)的ACC中μ-啊片受體的激活是否會(huì)導(dǎo)致表觀遺傳學(xué)改變（例如Grin2b的甲基化），從而導(dǎo)致自閉癥樣行為。
在此背景下，2022年6月11日同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院申遠(yuǎn)課題組在British Journal of Anaesthesia發(fā)表了題為Fentanyl induces autism-like behaviors in mice by hypermethylation of the glutamate receptor gene Grin2b的研究論文，論述了分太尼如何影響谷氨酸受體而引起小鼠自閉癥樣行為。
首先，課題組以C57雄性小鼠進(jìn)行了一系列行為學(xué)測試，結(jié)果顯示分太尼組小鼠在曠場中央停留時(shí)間較短，而移動(dòng)距離較遠(yuǎn)；抓撓時(shí)間較長；進(jìn)入開放臂的停留時(shí)間降低；三項(xiàng)社交中沒有顯著的社交偏好，而μ-啊片受體拮抗劑——納洛酮可以緩解這些行為缺陷。在雌性小鼠中也觀察到同樣的現(xiàn)象。這些數(shù)據(jù)表明：分太尼可以誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生自閉癥樣行為。
鑒于NMDAR和ACC在ASD中的重要作用，課題組為了探究上述現(xiàn)象的分子機(jī)制，對ACC中NMDAR相關(guān)亞基做了進(jìn)一步的研究。首先，課題組發(fā)現(xiàn)分太尼降低了雄性小鼠ACC中Grin2b mRNA的表達(dá)，而對Grin 1或Grin2a的表達(dá)沒有影響；FISH（熒光原位雜交）定性分析顯示分太尼降低了ACC中Grin2b的表達(dá)；而定量WB分析表明，分太尼降低了雄性小鼠ACC中GluN2B蛋白的含量。此外，聚類分析顯示分太尼誘導(dǎo)Grin2b啟動(dòng)子區(qū)多個(gè)位點(diǎn)的高甲基化，而納洛酮可減輕分太尼引起的變化。這些數(shù)據(jù)表明，分太尼誘導(dǎo)幼鼠出現(xiàn)的自閉癥樣行為可能與ACC中Grin2b表達(dá)的下調(diào)有關(guān)。
由于NMDA受體與μ-啊片受體之間存在功能聯(lián)系，那么ACC中μ-啊片受體與Grin2b表達(dá)的下調(diào)引發(fā)的小鼠自閉樣行為是否也有功能關(guān)系呢？
課題組使用DAMGO（一種選擇性μ-啊片受體激動(dòng)劑）在出生后第6、8和10天選擇性激活μ-啊片受體。結(jié)果顯示，DAMGO給藥后將產(chǎn)生與分太尼給藥后類似的行為學(xué)和分子學(xué)表型。即Grin2b表達(dá)的下調(diào)引發(fā)的小鼠自閉樣行為可能與μ-啊片受體的激活有關(guān)。
*后，課題組進(jìn)而于分太尼處理后（P10）在ACC中注射慢病毒以過表達(dá)Grin2b，發(fā)現(xiàn)小鼠的自閉癥樣行為中的焦慮和社交障礙得到了顯著緩解（刻板行為除外）。此外，ACC中Grin2b的過度表達(dá)抑制了分太尼誘導(dǎo)的mTOR激活。然而，與ACC相鄰的次級運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中Grin2b的過度表達(dá)并不能減輕分太尼誘導(dǎo)的雄性小鼠的孤獨(dú)癥樣行為，這進(jìn)一步證明了ACC在ASD中的特殊作用。
總的來說，本文揭示了分太尼通過激活A(yù)CC中μ-啊片受體，導(dǎo)致該區(qū)域NMDA受體Grin2b基因超甲基化及蛋白表達(dá)降低，造成幼年小鼠遠(yuǎn)期出現(xiàn)自閉癥樣行為。
