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综述:脑一氧化氮与炎症在慢性间歇性低氧中的作用:认知障碍和高血压的贡献因素
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月05日 来源:Brain, Behavior, & Immunity - Health 3.7
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这篇综述深入探讨了慢性间歇性低氧(CIH)模型中一氧化氮(NO)和炎症的相互作用,揭示了其在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)相关认知障碍和高血压中的核心机制。作者系统分析了CIH通过活性氧(ROS)、转录因子(如NF-κB和HIF-1α)、模式识别受体(TLR4/NLRP3)和神经胶质激活等途径诱发神经炎症的过程,并强调了不同脑区(如OVLT、SFO、PVN)NO信号失调对交感神经活性的调控作用。文章特别指出,CIH的病理效应具有剂量依赖性和性别差异,为开发靶向NO和炎症通路的OSA治疗策略提供了理论依据。
慢性间歇性低氧和炎症——双面效应
慢性间歇性低氧(CIH)是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的核心特征,其效应呈现"剂量依赖性"。温和CIH(如10% FIO2,每日≤15次)可诱导脑源性神经营养因子(BDNF)等保护性蛋白表达,改善阿尔茨海默病模型小鼠的空间记忆。而高强度CIH(FIO2 <9%,每日>48次)则通过缺氧-复氧循环产生活性氧(ROS),激活NF-κB和HIF-1α等转录因子,引发海马CA1区突触可塑性损伤和 prefrontal cortex 线粒体肿胀等病理改变。
神经炎症的分子交响曲
CIH通过损伤相关分子模式(DAMPs)激活小胶质细胞Toll样受体4(TLR4),触发髓样分化因子88(MyD88)依赖的炎症级联。最新研究发现,NOD样受体3(NLRP3)炎症小体驱动星形胶质细胞向促炎的A1表型转化,释放IL-1β和TNF-α,导致神经元tau蛋白异常聚集。值得注意的是,线粒体氧化应激在此过程中扮演关键角色——线粒体靶向抗氧化剂mitotempol可显著改善CIH诱导的精细运动功能障碍。
一氧化氮的时空密码
在脑干最后区(OVLT),基础状态下神经元型一氧化氮合酶(nNOS)产生的NO通过cGMP途径抑制交感输出。而CIH通过降低内皮型一氧化氮合酶(eNOS)表达,同时诱导型一氧化氮合酶(iNOS)过度激活,导致NO与超氧阴离子反应生成过氧亚硝酸盐(ONOO-)。这种"NO窃取"现象在颈动脉体化学感受器中尤为突出,其3-硝基酪氨酸(3-NT)水平与高血压严重程度正相关。
前脑自主神经枢纽的重编程
室旁核(PVN)中NO-GABA能信号的衰减是CIH高血压的转折点。ΔFosB转录因子在此过程中起核心作用,上调血管紧张素转换酶(ACE)和AT1a受体表达。实验证实,MnPO区注射ΔJunD(ΔFosB拮抗剂)可完全阻断CIH的持续升压效应。更引人注目的是,PVN中约50%的RVLM投射神经元为nNOS阳性,其NMDA受体NR1亚基在CIH后发生突触定位异常,导致谷氨酸能兴奋性调控失衡。
性别二态性的新见解
雄性动物在CIH中更易出现氧化应激和强迫行为,而雌性则以循环IL-6升高和运动协调障碍为主。去势实验揭示,睾酮对雄性认知功能具有保护作用,但性激素水平与CIH严重程度无直接相关性。这种差异可能与基础状态下小胶质细胞的性别特异性转录组有关,如雄性小胶质细胞高表达补体通路基因,而雌性高表达干扰素应答基因。
转化医学启示
靶向干预策略呈现多维度特点:在颈动脉体层面,AT1受体拮抗剂可逆转化学感受器敏化;在SFO层面,COX-2抑制剂能阻断IL-1β的升压效应;在PVN层面,恢复nNOS-PSD95相互作用可改善NMDA受体功能。最新临床前研究表明,硫化氢(H2S)供体通过调节NO生物利用度,在CIH模型中同时改善脑血管功能和空间记忆,为多靶点干预提供了新思路。
该领域仍存在关键知识缺口,包括不同NOS亚型在脑区特异性调控中的精确作用、胶质细胞-神经元代谢偶联在CIH中的作用,以及微生物群-肠-脑轴对神经炎症的调控等。解决这些问题将推动OSA相关并发症的精准诊疗。
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