阿尔茨海默症（Alzheimer‘s disease, AD）是一种复杂的神经退行性疾病，它像一块巨大的冰山，不仅沉重地压在患者及其家庭身上，也构成了现代社会沉重的医疗负担。我们通常认为，这种病与衰老、基因有关。但越来越多的科学研究揭示了一个事实：我们的过去，尤其是生命早期的经历，或许在冥冥之中就为这种疾病“埋下了伏笔”。
令人关注的是早期生活压力（Early Life Stress, ELS）。童年时期经历的创伤、忽视或压力，不仅影响当时的心理健康，更会深刻地“编程”我们的大脑，改变其结构和功能，从而影响日后罹患精神疾病和神经退行性疾病的风险。
那么，早期生活压力究竟是如何在大脑中留下“疤痕”，进而增加未来患阿尔茨海默症的风险的呢？这正是研究人员想要解答的问题。本文介绍的研究成果发表在《Journal of Alzheimer’s Disease》上，为我们理解阿尔茨海默症的起源提供了新的视角。
一、实验揭秘：如何模拟“不幸的童年”并追踪大脑变化？
为了回答上述问题，研究者设计了一套非常精细的实验方案。
1.1 实验对象：自带“阿尔茨海默症基因”的小鼠
研究者选用了APP/PS1转基因小鼠。这种小鼠携带了与家族性阿尔茨海默症相关的突变基因，它们会在长到6-12个月大时，大脑中开始出现大量的β-淀粉样蛋白斑块，并表现出认知衰退，是研究该病病理和治疗的经典模型。同时，实验也使用了正常的野生型（WT）小鼠作为对照。为了让实验更纯粹，避免性别差异带来的复杂影响，所有实验都只使用了雄性小鼠。
1.2 如何施加“早期生活压力”？
研究者采用了被广泛认可的“有限垫料和筑巢材料”模型来模拟早期生活压力。具体操作如下：
时间窗口：在小鼠出生的第2天到第9天（P2-P9）。
操作方式：实验组（ELS组）的笼子里只铺上很薄的一层木屑垫料，上面覆盖一个金属网，并且只提供四分之一的筑巢材料。这样的环境会让鼠妈妈感到不安和压力，从而导致她对幼崽的照顾变得碎片化、不可预测，比如频繁地移动幼崽、梳理行为减少等。
对照组：对照组（Ctrl组）的笼子里则有标准的充足垫料和完整的筑巢材料，鼠妈妈可以安心地照顾幼崽。
这个模型巧妙地模拟了人类童年时期遭遇的忽视或不稳定的照料环境。实验期间，小鼠的体重增长被记录下来，作为一个衡量发育状况的指标。
1.3 多层次检测手段：从分子到行为
为了全方位捕捉早期生活压力造成的影响，研究者采用了多种技术手段：
DAB免疫组织化学：检测了海马体中BACE1（一种生成Aβ的关键酶）的水平。同时，使用6E10抗体进行免疫组化染色，来观察大脑不同区域（海马体和前额叶皮层）是否存在微小的Aβ沉积。
荧光免疫组织化学：使用荧光免疫组化技术，标记并计数了两种重要的抑制性中间神经元——小白蛋白（Parvalbumin, PV）和钙视网膜蛋白（Calretinin, CR）的细胞。这些细胞就像大脑中的“刹车”，对维持神经网络稳定至关重要。
记录微型兴奋性突触后电流 (mEPSCs)：运用膜片钳电生理技术，在离体脑片上记录海马齿状回（DG）颗粒细胞的mEPSC，可以精确地反映单个突触前神经元释放神经递质的“频率”（代表突触前功能）和突触后受体的“灵敏度”（代表突触后功能）。
认知行为测试：研究使用了一套自动化的、无需禁食的多选择反转学习（MCRL）范式，在诺达思的鼠类家居行为活动观测箱(PhenoTyper)中进行（图1）。PhenoTyper是一个智能的啮齿类动物家居笼，它可以配备三角形形状的庇护所，带有两个入口。在红外光下，通过动物运动轨迹跟踪系统(EthoVision XT)实时记录和分析小鼠的行为。这种自动化系统减少了人为干扰，并能够长时间、高通量地监测小鼠的复杂行为模式。
- 实验流程：小鼠在PhenoTyper中适应3天后，开始正式任务。笼子的一端装有“认知墙”（CognitionWall），上面有三个门（左、中、右）。小鼠需要学会通过“正确”的门来获取食物颗粒作为奖励。
- 辨别学习（DiL）阶段（2天）：小鼠需要学会，只有进入左侧门才能获得食物奖励。
- 反转学习（RL）阶段（2天）：在辨别学习成功后，规则改变。只有进入右侧门才有奖励，而左侧门变成了“错误”的（之前是“正确”的）。这个阶段考验的是认知灵活性——也就是大脑能否抑制旧的习惯，灵活地适应新规则，评估小鼠灵活调整其认知策略的能力。
- 数据分析：EthoVision自动记录了小鼠的移动距离、在庇护所中的时间、以及进入各个门的次数。通过记录达到学习标准所需的进入次数、正确率、中性错误（中间门进入）和持续性错误（再次进入之前选择的错误门）来评估小鼠的认知表现。
突触蛋白组成分析：行为测试结束后，研究者提取了小鼠海马体的突触小体（synaptosome），这是一种富含突触结构的亚细胞组分。通过Western Blot技术，研究定量分析了其中几种关键的谷氨酸受体蛋白（如PSD95, GluA1, GluA3, GluN2A, GluN2B）的含量，试图寻找认知能力与突触分子组成之间的关联。
二、研究结果
本研究揭示了早期生活应激（ELS）在 AD 疾病模型小鼠的早期阶段（3个月龄）产生了显著的神经生物学和行为学影响，即使此时尚未出现典型的Aβ病理和认知障碍。
2.1 早期压力影响发育，但未加速早期病理形成
首先，研究确认了早期生活压力模型的有效性：在P2-P9期间，经历压力的小鼠体重增长显著减缓，这与人类儿童期逆境下发育迟缓的现象类似。不过，断奶后它们的体重就追赶了上来，到3个月大时，各组小鼠的体重已无差异。
更重要的是，在病理层面，研究发现3个月大的APP/PS1小鼠脑内确实还没有形成明显的Aβ斑块。不论是否经历过早期压力，小鼠的BACE1水平和Aβ沉积都没有差异。这说明，早期生活压力并没有在这个阶段就“催生”出更多的病理蛋白。那么，它的影响体现在哪里呢？
2.2 大脑的“刹车”失灵：一类重要的神经元减少了
研究者计数了海马体中的抑制性神经元。研究发现，无论是哪种小鼠，只要是经历过早期生活压力，其海马体齿状回（DG）区域的钙视网膜蛋白阳性（CR+）中间神经元数量就显著减少。这是一个非常具体的发现，因为海马体的其他区域（如CA1， CA3）以及其他类型的抑制性神经元（如PV+神经元）的数量没有变化。
CR+中间神经元是大脑网络中的重要“刹车”组件，它们负责抑制过度的神经兴奋。这类神经元的减少，意味着大脑的兴奋/抑制（E/I）平衡可能被打破。而这种网络失衡，恰恰被认为是阿尔茨海默症早期的一个重要特征。
2.3 突触活动“变强”：神经元交流更频繁了
紧接着，电生理记录支持了上述猜想。研究发现，在齿状回的颗粒细胞上，经历过早期生活压力的小鼠，其mEPSC的频率（即突触前释放神经递质的次数）显著增加。这意味着神经元之间的交流变得更加“频繁”和“热闹”。
2.4 行为学上的证据：认知灵活性的“崩塌”
在辨别学习（DiL）阶段，所有小鼠都能学会规则，表现没有显著差异。这说明它们的基础学习和空间辨别能力是完好的。
然而，在反转学习（RL）阶段，考验“认知灵活性”时，问题出现了：
总进入次数增加： 在RL阶段，APP/PS1小鼠和ELS小鼠的总进入次数显著高于对照组（图2G）。
正确进入次数增加： APP/PS1小鼠和ELS小鼠的正确进入次数也高于对照组。
中性错误和持续性错误：APP/PS1小鼠的总体中性错误（中间门）更多（图2J），并且无论基因型如何，所有组的持续性错误（重复选择错误门）均有所减少（图2K），但APP/PS1小鼠和ELS小鼠的持续性错误更多。
高标准下的RL损害：重要的是，在较高的学习标准（83-90% 正确进入）下，APP/PS1 小鼠需要更多的进入次数才能达到标准。
其他行为变化：研究还发现，APP/PS1小鼠整体上更加活跃，在活动期的移动距离更大，在庇护所里待的时间更短，这可能反映了它们在新环境中的焦虑水平或探索模式发生了改变。
2.5 分子关联：突触蛋白的微妙变化
最后，研究者分析了突触小体中的蛋白含量。结果显示，APP/PS1小鼠的GluN2A（一种NMDA受体亚基）含量较低，而经历早期压力的所有小鼠，其GluA1（一种AMPA受体亚基）含量都较低。更有意思的是，反转学习表现（达到90%标准所需的尝试次数）与突触体中GluA1和GluA3的含量呈显著负相关。
三、总结
这项研究为我们理解早期生活应激（ELS）如何增加阿尔茨海默病（AD）易感性提供了重要的新见解。尽管在 3 个月龄的 APP/PS1 小鼠中，ELS 尚未导致 Aβ 病理的加速或提前出现，但研究观察到了神经生物学和行为学上的显著变化。
结果表明，ELS 在 AD 疾病的极早期阶段（3个月龄）就能对突触和神经网络功能产生显著影响，甚至在 Aβ 斑块形成之前。这为理解 AD 的发病机制提供了新的线索，强调了早期环境因素的重要性。另外，发现 ELS 影响 CR+ 中间神经元和兴奋性突触活动，提示这些可能是 AD 早期干预的潜在靶点。通过调节这些神经回路，可能能够延缓或预防AD的进展。最后，这些发现可能有助于理解 ELS 如何通过影响突触蛋白含量来塑造大脑的认知储备，从而增加 AD 的易感性。
这项研究让我们能够更早地窥探阿尔茨海默症复杂病理的起源，并为开发新的预防和治疗策略提供了方向。早期生活应激的影响不容忽视，对儿童早期环境的关注，或许是未来对抗 AD 的一个重要环节。
参考文献
Brosens, Niek, et al. “Early life stress enhances cognitive decline and alters synapse function and interneuron numbers in young male APP/PS1 mice.” Journal of Alzheimer’s Disease 96.3 (2023): 1097-1113.
