异氟烷麻醉和手术后与循环细胞外囊泡介导的神经炎症信号相关的性别依赖性慢性神经功能障碍

root 提交于 周五, 08/07/2026 - 04:47
目的:众所周知,挥发性麻醉剂和手术会诱导脑组织及外周循环中细胞和分子图谱的急性和亚急性改变,并可损害神经功能。然而,异氟烷(Iso)麻醉联合手术操作(OP)所致慢性神经系统后遗症,以及术后神经功能障碍的潜在机制,仍知之甚少。 方法:青年成年雄性(M)和雌性(F)C57BL/6小鼠接受4 h的2% Iso联合剖腹手术或假处理。于12周时,采用气味记忆、埋藏食物、Y迷宫和主动回避测试评估嗅觉和认知功能。采集嗅球(OB)和海马(HI)进行RNA测序,同时分离血浆细胞外囊泡(EVs),通过NanoFCM进行表征,并采用Olink蛋白质组学进行谱系分析。最后,将EVs注射至初始雄性小鼠的HI中,并于24 h后测定细胞因子/趋化因子反应。 结果:在慢性Iso/OP后,两性小鼠均表现出嗅觉损伤,且雌性缺陷更为严重。Iso/OP小鼠,尤其是雌性,在OM测试中表现出气味识别受损,且定位埋藏食物的潜伏期更长。雌性小鼠还表现出更明显的海马依赖性空间工作记忆缺陷,在Y迷宫中较Sham/F小鼠出现更多回臂行为和更少的交替进入,而Iso/OP/M小鼠的表现与对照组相似。同样,接受Iso/OP处理的雌性而非雄性小鼠在主动回避测试中表现出联想学习受损,其表现为回避试次更少、逃避反应更多。这些长期行为异常伴随着OB和HI中呈性别分化的转录组重塑,包括突触、神经发育、细胞外基质、应激反应及趋化相关通路的改变。Iso/OP降低了两性小鼠血浆EV颗粒数,并改变了EV粒径分布,其中40–100 nm EV亚群减少尤为显著。蛋白质组学分析揭示了不同性别和条件特异性的EV谱,其中若干EV相关蛋白呈现相反的性别依赖性表达模式。将来源于Iso/OP小鼠的EVs注射至海马后,可诱导依赖于供体性别的细胞因子重塑,证实其具有炎症生物活性。 结论:青年成年小鼠中,4 h异氟烷(Iso)暴露联合剖腹手术可诱导慢性、性别依赖性的神经功能缺陷,并在不同脑区引发特异性的转录组重塑。循环EV丰度及其炎症性载荷的持续改变,可能驱动慢性神经炎症和长期脑功能障碍。

目的:大量研究已明确表明,挥发性麻醉剂和手术会诱导脑组织及外周循环在细胞和分子层面的急性和亚急性改变,并可损害神经功能。然而,异氟烷(Iso)麻醉联合手术操作(OP)所致慢性神经系统后遗症,以及术后神经功能障碍的潜在机制,仍知之甚少。方法:青年成年雄性(M)和雌性(F)C57BL/6小鼠接受4小时2% Iso联合剖腹术处理或假处理。于12周时,采用气味记忆、埋藏食物、Y迷宫和主动回避测试评估嗅觉和认知功能。采集嗅球(OB)和海马(HI)进行RNA测序,同时分离血浆细胞外囊泡(EVs),通过NanoFCM进行表征,并采用Olink蛋白质组学进行分析。最后,将EVs注射至初始雄性小鼠海马,并于24小时后检测细胞因子/趋化因子反应。结果:在慢性Iso/OP处理后,两性小鼠均表现出嗅觉损伤,且雌性缺陷更为明显。Iso/OP小鼠,尤其是雌性,在OM测试中表现出气味识别受损,并在寻找埋藏食物时潜伏期延长。雌性小鼠在Y迷宫中还表现出更明显的海马依赖性空间工作记忆缺陷,与Sham/F小鼠相比,其返回臂次数更多、交替率更低,而Iso/OP/M小鼠的表现与对照组相似。同样,接受Iso/OP处理的雌性而非雄性小鼠在主动回避测试中表现出联想学习受损,具体表现为成功回避次数减少、逃避反应增加。这些长期行为异常伴随着OB和HI中存在性别分化的转录组重塑,包括突触、神经发育、细胞外基质、应激反应及趋化相关通路的改变。Iso/OP降低了两性小鼠血浆EV颗粒数量,并改变了EV粒径分布,其中40-100 nm EV组分的减少尤为显著。蛋白质组学分析显示出明显的性别和处理条件特异性EV谱,其中若干EV相关蛋白呈现相反的性别依赖性表达模式。将来源于Iso/OP小鼠的EVs注射入海马后,可诱导依赖供体性别的细胞因子重塑,证实其具有炎症生物活性。结论:在青年成年小鼠中,4小时异氟烷(Iso)暴露联合剖腹术可诱导慢性、性别依赖性的神经功能缺陷,并在不同脑区引发特异性的转录组重塑。循环EV丰度及其炎症性载荷的持续改变,可能驱动慢性神经炎症和长期脑功能障碍。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.31.742052v1?rss=1

🏷️ 异氟烷麻醉 术后神经功能障碍 细胞外囊泡 神经炎症 性别差异 海马转录组