UI研究人员开发新生仔猪模型研究微量营养素缺乏症

　　

　　

　　伊利诺伊大学的研究人员开发了一种模型，利用新生仔猪研究婴儿大脑发育及其对学习和记忆的影响。为了确定这个模型是否对营养敏感，他们对缺铁饮食的影响做了一些研究。

　　动物科学教授、营养科学部主任罗德尼·约翰逊说:“缺铁是世界范围内的一个主要问题。”“在6到12个月大的婴儿缺铁会导致不可逆转的认知发育迟缓。”

　　他说，即使在美国，缺铁也是一个严重的问题。“肥胖母亲所生的婴儿有缺铁的风险，”约翰逊说。“此外，儿童肥胖的发病率正在增加，超重或肥胖是缺铁的一个危险因素。超重的幼儿缺铁的可能性几乎是体重正常儿童的三倍。”

　　约翰逊和他的合作者们选取了两天大的小猪，给它们喂食三种饲料中的一种。对照组的饮食中含有推荐水平的铁，第二组轻度缺铁，第三组严重缺铁。

　　仔猪的大脑在出生后的前4周发育到最大体积的一半左右。它在接下来的8周内继续快速生长，这与人类婴儿大脑在出生后的发育方式非常相似。

　　4周时，研究人员开始在t形迷宫中对仔猪进行测试。在获取阶段，仔猪被训练利用迷宫外的视觉线索在空间和方向上固定的位置定位牛奶奖励。对照组的猪很好地完成了这项任务。

　　约翰逊说:“给仔猪喂食严重缺铁的饲料，仔猪根本没有学会这项任务。”“这是一个t型迷宫，所以他们有50%的机会做对。即使经过6天的训练，他们的表现也没有超过随机水平。轻度缺陷饲粮仔猪的生产性能处于中等水平，但与对照组仔猪的生产性能无显著差异。

　　在测试的第二阶段，奖励位置被颠倒了。仔猪重新测试以评估反转学习。

　　“我们改变了规则，所以小猪们不得不改变他们的策略，”约翰逊解释说。“从认知角度来说，它的要求更高。饲喂适量饲料的仔猪很好地学会了这项任务。然而，饲喂严重缺铁日粮的仔猪继续表现不佳，而饲喂轻度缺铁日粮的仔猪表现中等。”

　　约翰逊说，这篇论文的优势之一是，它表明该测试对一种营养物质具有剂量依赖性。

　　然后，研究人员检查了大脑不同部位的铁含量。他们发现，在两个实验组中，猪的海马体(大脑中对空间学习和记忆很重要的区域)中的铁含量都有所降低。

　　约翰逊说，这项工作强调了研究微量营养素缺乏症的一个新的转化模型。传统的啮齿类动物模型不太适合研究这类问题，因为它们不能早期断奶并进行实验性饮食。然而，猪是一种早熟物种，这意味着它们的运动和感觉技能在出生时就已经很发达了。这有利于早期断奶和行为测试。

　　约翰逊最近获得了一项为期5年的NIH拨款，用于进一步研究该模型。他说:“我们正在调查母亲在怀孕期间感染病毒的影响。”在怀孕的关键时期，小母猪要接种一种会导致肺炎的病毒。小猪出生后，我们会研究它们的大脑和认知发育。”