黄芩素通过抑制皮质小胶质细胞TLR4/NF-κB信号通路改善新生儿期重复七氟醚暴露诱导的长期认知障碍

《Brain and Cognition》：Baicalein alleviates long-term cognitive impairments induced by repeated neonatal sevoflurane exposure via inhibition of cortical microglial TLR4/NF-kB signaling

本研究针对新生儿期重复七氟醚暴露引发的长期认知障碍，探讨黄芩素通过调控小胶质细胞TLR4/NF-κB通路抑制神经炎症的作用。结果表明，黄芩素可显著减轻七氟醚诱导的皮质炎症因子（IL-1β、IL-6、iNOS）释放，改善青少年期大鼠的学习记忆能力，为临床预防麻醉相关神经发育毒性提供了潜在治疗策略。

随着儿科手术中全身麻醉应用的增加，新生儿期重复暴露于吸入性麻醉剂七氟醚对神经发育的潜在风险引发广泛关注。临床前研究表明，七氟醚可诱发神经细胞凋亡、突触可塑性异常及长期认知功能损伤，其机制与神经炎症密切相关。小胶质细胞作为中枢神经系统的免疫哨兵，在麻醉剂诱导的神经毒性中扮演关键角色，但其中具体的分子通路及其与认知障碍的因果联系尚不明确。

为探索干预策略，南京大学医学院附属南京鼓楼医院麻醉科团队在《Brain and Cognition》发表研究，聚焦于天然黄酮类化合物黄芩素（baicalein）的神经保护潜力。黄芩素源自中药黄芩，具有抗炎和抗氧化特性，既往研究提示其可通过调节Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）通路缓解神经炎症。然而，该化合物能否改善新生儿期七氟醚暴露导致的长期认知损害，及其作用是否依赖于小胶质细胞TLR4/NF-κB通路的调控，仍有待阐明。

本研究采用新生Sprague Dawley大鼠（ postnatal day 6, P6），将其分为对照组、七氟醚暴露组（SEV）、七氟醚+黄芩素干预组（SEV+BA）及黄芩素单独处理组。七氟醚暴露方案为3%浓度、每日2小时、连续3天（P6-P8）。黄芩素通过腹腔注射（50 mg/kg，P6-P8）和饮水口服（P21-P35）双途径给药。在青少年期（P35-P40）通过旷场实验、新物体识别和恐惧条件化测试评估认知功能；在P8和P41时间点采集脑组织，通过Western blot、ELISA和免疫荧光染色分析炎症因子、小胶质细胞标志物及TLR4/NF-κB通路蛋白表达。

3.1. 黄芩素缓解P8大鼠皮质小胶质细胞激活，但对P41大鼠无显著影响

免疫荧光染色显示，七氟醚暴露显著增加P8大鼠皮质Iba-1阳性小胶质细胞数量，而黄芩素干预可逆转该效应。至P41时，各组间小胶质细胞数量无差异，表明七氟醚诱导的微胶质激活具有发育阶段特异性。

3.2. 黄芩素抑制新生儿期七氟醚诱导的皮质炎症反应

Western blot和ELISA结果显示，七氟醚暴露显著上调P8大鼠皮质iNOS、CD68、IL-6和IL-1β水平，黄芩素处理则显著降低这些炎症指标。星形胶质细胞标志物GFAP未出现显著变化，提示炎症反应主要源于小胶质细胞。在P41大鼠中，上述炎症因子均无组间差异，进一步证实炎症反应的瞬时性。

3.3. 黄芩素抑制七氟醚激活的TLR4/NF-κB信号通路

七氟醚暴露显著提高P8大鼠皮质TLR4和磷酸化NF-κB p65（p-NF-κB p65）蛋白水平，免疫荧光共定位显示TLR4主要表达于Iba-1阳性小胶质细胞。黄芩素干预可有效抑制TLR4/NF-κB通路的激活。在P41大鼠皮质中未检测到TLR4表达，说明该通路激活仅限于早期发育阶段。

3.4. 黄芩素改善七氟醚诱导的长期认知障碍

行为学实验表明，七氟醚暴露组在新物体识别和恐惧条件化测试中表现出显著记忆缺陷，而黄芩素治疗组认知功能接近正常水平。旷场实验未发现运动能力或焦虑样行为差异，排除了这些因素对认知结果的干扰。

本研究通过多时间点、多技术层面的分析，证实新生儿期重复七氟醚暴露可触发短暂而强烈的皮质小胶质细胞激活及TLR4/NF-κB通路介导的神经炎症，进而导致青少年期认知功能障碍。黄芩素通过抑制该通路，降低促炎细胞因子释放，减轻微胶质过度活化，从而发挥长期神经保护作用。这一发现不仅深化了对麻醉神经毒性机制的理解，也为临床开发针对婴幼儿麻醉安全性的辅助疗法提供了实验依据。值得注意的是，黄芩素的双阶段给药策略（急性期腹腔注射+维持期口服）模拟了潜在临床干预场景，突出了其转化价值。后续研究可进一步明确小胶质细胞表型转化在其中的作用，并探索性别特异性反应。