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A single prenatal lipopolysaccharide injection has acute, but not long-lasting, effects on cerebral kynurenine pathway metabolism in mice
European Journal of Neuroscience ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-08-07 , DOI: 10.1111/ejn.15416 Francesca M. Notarangelo 1 , Robert Schwarcz 1
European Journal of Neuroscience ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-08-07 , DOI: 10.1111/ejn.15416 Francesca M. Notarangelo 1 , Robert Schwarcz 1
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In rodents, a single injection of lipopolysaccharide (LPS) during gestation causes chemical and functional abnormalities in the offspring. These effects may involve changes in the kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation and may provide insights into the pathophysiology of psychiatric diseases. Using CD1 mice, we examined acute and long-term effects of prenatal LPS treatment on the levels of kynurenine and its neuroactive downstream products kynurenic acid (KYNA), 3-hydroxykynurenine (3-HK) and quinolinic acid. To this end, LPS (100 μg/kg, i.p.) was administered on gestational day 15, and KP metabolites were measured 4 and 24 h later or in adulthood. After 4 h, kynurenine, KYNA and 3-HK levels were elevated in the fetal brain, 3-HK and KYNA levels were increased in the maternal plasma, and kynurenine was increased in the maternal brain, whereas no changes were seen in the placenta. These effects were less prominent after 24 h, and prenatal LPS did not affect the basal levels of KP metabolites in the forebrain of adult animals. In addition, a second LPS injection (1 mg/kg) in adulthood in the offspring of prenatally saline- and LPS-treated mice caused a similar elevation in 3-HK levels in both groups after 24 h, but the effect was significantly more pronounced in male mice. Thus, acute immune activation during pregnancy has only short-lasting effects on KP metabolism and does not cause cerebral KP metabolites to be disproportionally affected by a second immune challenge in adulthood. However, prenatal KYNA elevations still contribute to functional abnormalities in the offspring.
中文翻译：
单次产前脂多糖注射对小鼠脑犬尿氨酸通路代谢具有急性但不持久的影响
在啮齿动物中，妊娠期间单次注射脂多糖 (LPS) 会导致后代的化学和功能异常。这些影响可能涉及色氨酸降解的犬尿氨酸途径 (KP) 的变化，并可能提供对精神疾病病理生理学的见解。我们使用 CD1 小鼠检查了产前 LPS 治疗对犬尿氨酸及其神经活性下游产物犬尿氨酸 (KYNA)、3-羟基犬尿氨酸 (3-HK) 和喹啉酸水平的急性和长期影响。为此，在妊娠第 15 天施用 LPS（100 μg/kg，ip），并在 4 小时和 24 小时后或成年后测量 KP 代谢物。4小时后，胎儿脑中犬尿氨酸、KYNA和3-HK水平升高，母体血浆中3-HK和KYNA水平升高，母体脑中犬尿氨酸水平升高，而胎盘未见变化。这些影响在 24 小时后不那么明显，产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组的 3-HK 水平相似升高，但这种效果在雄性小鼠中明显更明显. 因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍会导致后代的功能异常。产前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组的 3-HK 水平相似升高，但这种效果在雄性小鼠中明显更明显. 因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。
更新日期：2021-09-21
中文翻译：
单次产前脂多糖注射对小鼠脑犬尿氨酸通路代谢具有急性但不持久的影响
在啮齿动物中，妊娠期间单次注射脂多糖 (LPS) 会导致后代的化学和功能异常。这些影响可能涉及色氨酸降解的犬尿氨酸途径 (KP) 的变化，并可能提供对精神疾病病理生理学的见解。我们使用 CD1 小鼠检查了产前 LPS 治疗对犬尿氨酸及其神经活性下游产物犬尿氨酸 (KYNA)、3-羟基犬尿氨酸 (3-HK) 和喹啉酸水平的急性和长期影响。为此，在妊娠第 15 天施用 LPS（100 μg/kg，ip），并在 4 小时和 24 小时后或成年后测量 KP 代谢物。4小时后，胎儿脑中犬尿氨酸、KYNA和3-HK水平升高，母体血浆中3-HK和KYNA水平升高，母体脑中犬尿氨酸水平升高，而胎盘未见变化。这些影响在 24 小时后不那么明显，产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前 LPS 不影响成年动物前脑中 KP 代谢物的基础水平。此外，在出生前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代中，在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组 3-HK 水平的相似升高，但效果明显更明显在雄性小鼠中。因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。产前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组的 3-HK 水平相似升高，但这种效果在雄性小鼠中明显更明显. 因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍会导致后代的功能异常。产前生理盐水和 LPS 处理的小鼠的后代在成年期第二次注射 LPS（1 毫克/千克）在 24 小时后导致两组的 3-HK 水平相似升高，但这种效果在雄性小鼠中明显更明显. 因此，怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。怀孕期间的急性免疫激活对 KP 代谢仅具有短期影响，并且不会导致脑 KP 代谢物在成年后受到第二次免疫挑战的不成比例的影响。然而，产前 KYNA 升高仍然会导致后代的功能异常。
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