重复利多卡因暴露为何让老年小鼠 “变笨”？NF-κB 通路或是关键！

为探究利多卡因对不同年龄小鼠认知功能的影响，福建医科大学附属省立医院的研究人员开展相关研究，发现重复利多卡因暴露会导致老年小鼠突触和认知障碍，与激活小胶质细胞和神经毒性 A1 星形胶质细胞有关，该发现为临床合理用药提供参考。

　　在手术治疗中，麻醉药物的使用至关重要，但它们也可能带来一些意想不到的 “副作用”。就拿利多卡因来说，这是一种常用的局部麻醉药，如今在围手术期静脉使用越来越普遍，它能缓解术后疼痛、减少阿片类药物用量，甚至可能改善肿瘤预后。然而，它就像一把 “双刃剑”，在发挥积极作用的同时，也潜藏着中枢神经系统（CNS）毒性风险，可能引发过度镇静、嗜睡、认知改变等神经并发症，严重时还会导致癫痫发作、昏迷甚至死亡。

随着全球人口老龄化加剧，越来越多的老年人需要接受手术治疗，术后认知功能障碍（POCD）成为了一个突出问题。POCD 常发生在手术和麻醉后，表现为认知能力下降、记忆力减退等，严重影响患者生活质量，增加残疾和死亡风险。由于老年人往往需要多次手术，频繁接触麻醉药物，因此探究重复使用利多卡因对神经认知功能的影响及其机制迫在眉睫。

福建医科大学附属省立医院的研究人员勇挑重担，开展了这项意义重大的研究。他们想弄清楚不同频率的静脉注射利多卡因，对不同年龄小鼠认知功能会产生怎样的影响。研究人员通过一系列实验，得出了令人瞩目的结论：重复暴露于利多卡因会导致老年小鼠认知障碍，同时伴有海马体中的神经元凋亡和突触丢失；这种不良影响与小胶质细胞和神经毒性 A1 星形胶质细胞的激活密切相关；NF-κB 通路在利多卡因诱导的神经毒性中起着关键作用，抑制该通路能减轻相关损伤，改善认知功能。这一研究成果为临床合理使用利多卡因提供了重要参考，有助于降低老年患者术后认知障碍的风险，具有极高的临床应用价值。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过建立动物模型，对不同年龄的小鼠进行单次或多次利多卡因给药。然后，利用 Morris 水迷宫（MWM）实验评估小鼠认知功能；采用 RNA 测序（RNA-seq）分析海马体基因表达变化；借助免疫荧光染色观察小胶质细胞和星形胶质细胞的变化；运用蛋白质免疫印迹（Western blot）检测相关蛋白表达；还使用透射电子显微镜（TEM）观察突触形态。

下面具体来看研究结果：

1. 利多卡因的剂量及安全性评估：研究人员测定了老年小鼠静脉注射利多卡因的半数惊厥剂量（CD₅₀）为 22.07 mg/kg，惊厥发作时血浆浓度为 7.42±0.47 μg/mL。实验中采用的利多卡因给药方案（单次剂量 18.45mg/kg，随后以 12.30 mg/kg/h 的速度持续输注 2 小时）下，血浆浓度均低于惊厥时浓度，且未观察到惊厥行为，心率（HR）和平均动脉血压（MAP）稳定，表明该剂量在实验中是安全的。
2. 重复利多卡因暴露对小鼠认知功能的影响：通过 MWM 实验发现，重复暴露于利多卡因的老年小鼠在训练过程中找到隐藏平台的时间更长，在探测实验中，其在目标象限停留时间显著减少，平台穿越次数也更少，这表明它们的认知和记忆能力受到了损害。而成年小鼠在接受单次或重复利多卡因给药后，MWM 实验各项指标均无显著差异，说明重复利多卡因暴露导致的认知障碍具有年龄特异性。此外，研究还发现重复暴露于利多卡因会使老年小鼠在七氟醚诱导的工作记忆损伤基础上进一步恶化。
3. RNA-seq 分析揭示的分子机制：对老年小鼠海马体进行 RNA-seq 分析，发现重复利多卡因暴露后，共有 480 个基因差异表达（DEGs），其中 281 个上调，199 个下调。基因集富集分析（GSEA）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析显示，这些差异表达基因主要富集在炎症反应和突触信号通路相关功能上，表明老年小鼠重复暴露于利多卡因后的认知障碍与神经炎症和突触功能障碍密切相关。
4. 重复利多卡因暴露对小胶质细胞和相关通路的影响：免疫荧光实验显示，重复利多卡因暴露使老年小鼠海马体中的小胶质细胞形态发生改变，细胞体增大，突起变粗，Iba-1⁺小胶质细胞数量增加。Western blot 分析表明，重复暴露还会激活 NF-κB 通路，使 p-IκBα 和 p-NF-κB p65 水平升高，同时小胶质细胞来源的促炎细胞因子 IL-1α、TNF-α 和 C1qA 表达显著增加。
5. 重复利多卡因暴露对星形胶质细胞表型转化的影响：免疫荧光和 RT-qPCR 结果表明，重复利多卡因暴露会促进老年小鼠海马体中星形胶质细胞从神经保护型 A2 表型向神经毒性 A1 表型转化，表现为 C3/GFAP 阳性细胞增多，S100A10/GFAP 阳性细胞减少，A1 特异性基因表达增加，A2 特异性基因表达减少，同时脑源性神经营养因子（BDNF）表达下降。
6. 重复利多卡因暴露对突触和神经元的影响：TEM 和 Western blot 分析显示，重复利多卡因暴露导致老年小鼠海马体 CA1 区突触后致密物（PSD）厚度减小，PSD95 和突触素表达下调，同时细胞凋亡相关蛋白 cleaved caspase-3 和 Bax 表达增加，Bcl-2 表达减少，表明出现了突触损伤和神经元凋亡。
7. 小胶质细胞和 NF-κB 通路在利多卡因神经毒性中的作用：使用 PLX5622 耗尽小胶质细胞后，发现 A1 星形胶质细胞的激活和突触损伤得到有效缓解；给予 NF-κB 抑制剂 DHMEQ 后，不仅抑制了小胶质细胞的激活，还阻止了 A1 星形胶质细胞的极化，减轻了突触丢失和神经元凋亡，改善了老年小鼠的认知障碍。这进一步证实了小胶质细胞和 NF-κB 通路在利多卡因诱导的神经毒性中的关键作用。

综合来看，本研究明确了年龄和利多卡因暴露频率与全身使用利多卡因导致的认知障碍呈正相关。其机制在于，重复利多卡因暴露通过激活 NF-κB 通路，引发小胶质细胞活化和神经毒性 A1 星形胶质细胞的产生，进而导致突触和认知功能受损。这一研究成果为临床医生敲响了警钟，在为老年患者制定治疗方案时，尤其是涉及重复使用静脉利多卡因时，必须谨慎权衡潜在风险和益处。当然，该研究也存在一定局限性，如仅通过 MWM 实验评估认知功能，未涉及其他认知领域；仅关注了海马体，未探究其他脑区的影响；未研究不同给药间隔和长期影响等。但这并不影响其重要意义，未来研究可以在此基础上进一步拓展，为解决临床问题提供更全面的方案。