TREM2通过调控线粒体自噬和NLRP3炎性小体改善麻醉手术诱导的老年鼠认知损伤

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目的:术后认知功能障碍(POCD)是常见的术后并发症之一,主要表现在智力、认知功能进行性恶化,注意力无法集中。POCD会延长住院时间,增加残疾和死亡风险,给社会造成了沉重的医疗和经济负担。POCD的病理生理机制仍未明确。很多研究表明神经炎症在POCD的发生发展中起着关键作用。2型髓系细胞触发受体(TREM2)是一种Ⅰ型跨膜蛋白,在中枢神经系统主要表达于小胶质细胞,具有抑制神经炎症反应的作用。越来越多的证据支持TREM2在认知能力和大脑功能方面具有保护作用。本研究试图探索TREM2在麻醉和手术引起的认知损害中的作用,并进一步探讨TREM2是否通过抑制神经炎症对老龄C57/BL6小鼠的认知功能产生有益影响。研究方法:将120只老龄鼠(16-18个月大)随机分为4组:对照组、TREM2组、手术组、手术+TREM2组。TREM2组与手术+TREM2组通过侧脑室注射,将携带小鼠TREM2基因的腺相关病毒颗粒注射入小鼠体内。本研究选用旷场实验和Morris水迷宫实验来评定小鼠的行为学表现。在术后第3、7天通过western blot检测海马区TREM2、NLRP3、caspase-1、ASC、IL-1β、BDNF、PSD-95及线粒体自噬关键调节因子PINK1、Parkin的表达水平。通过荧光双染检测线粒体标记物TOMM20和溶酶体标记物LAMP1的表达,并通过PINK1与Iba1共定位,观察海马CA1区小胶质细胞是否发生线粒体自噬现象。结果:麻醉和手术导致术后第3天实验鼠空间学习和记忆损害。手术导致TREM2表达下调,NLRP3炎性小体激活,IL-1β生成增多,而PSD-95和BDNF表达下降。此外,我们还观察到手术组TOMM20升高、LAMP1降低,PINK1和Parkin蛋白表达水平下降,PINK1与Iba1共定位现象减少。这些结果表明,手术小鼠的海马CA1区线粒体质量受损,溶酶体减少,线粒体自噬功能失调,而通过外源性注射TREM2可以逆转上述改变。高表达TREM2部分逆转了术后认知障碍,增强了PSD-95和BDNF的表达。高表达TREM2也改善了线粒体自噬功能,抑制了NLRP3炎性小体的激活和IL-1β的产生。结论:TREM2可能通过部分激活线粒体自噬及抑制NLRP3炎性小体,改善了麻醉和手术诱导的老年C57/BL6小鼠空间学习记忆障碍和神经炎症。本研究发现TREM2可能是POCD潜在的治疗靶点。
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