急性全身性内毒素暴露对加州小鼠神经免疫标记物及病态行为的性别差异性影响

推荐：本研究针对加州小鼠(Peromyscus californicus)这一社会性啮齿类模型，通过单次腹腔注射脂多糖(LPS)建立急性全身性炎症模型，系统评估了4小时和24小时时间点前额叶皮层(PFC)与海马(HPC)中促炎因子(TNF、IL-1β)、胶质细胞标记物(GFAP、Cd68、C3)的表达变化及突触线粒体功能。发现两性均出现脾脏重量增加和筑巢行为受损等病态表现，神经炎症反应呈现明显时空特异性：促炎因子在4小时达峰后回落，而胶质激活标记在24小时持续升高；雄性PFC线粒体备用容量在4小时显著增加。该研究为探索社会应激与神经炎症互作提供了重要基础数据。

　　

在探索社会压力与神经免疫系统相互作用的科研前沿中，加州小鼠(Peromyscus californicus)因其独特的双亲抚育和社会单配性特征，正成为研究社会行为神经内分泌机制的重要模型。然而，这种特殊啮齿类动物在神经炎症反应方面的基础数据仍存在显著空白，特别是关于急性炎症挑战如何影响其脑区特异性免疫应答及能量代谢这一关键科学问题。更值得注意的是，线粒体作为细胞能量工厂和炎症调控的关键节点，其在神经炎症中的动态变化可能为社会应激相关精神障碍提供新的解释视角，但相关研究在加州小鼠中尚未系统开展。

针对这些科学问题，美国弗吉尼亚联邦大学(Virginia Commonwealth University)解剖与神经生物学系的Amy J. Wegener团队设计了一项创新性研究。研究人员通过单次腹腔注射1mg/kg脂多糖(LPS)建立急性内毒素血症模型，在4小时和24小时两个时间点，系统评估了成年加州雄鼠和雌鼠的外周免疫指标、脑区特异性基因表达谱以及突触线粒体呼吸功能的变化。这项发表在《Brain, Behavior, 》的重要工作，首次绘制了加州小鼠应对急性炎症挑战的多维度反应图谱。

研究采用了几项关键技术：通过实时定量PCR(qPCR)检测前额叶皮层和海马中促炎因子(TNF、IL-1β)及胶质标记物(GFAP、Cd68、C3)的mRNA表达；采用Percoll密度梯度离心法分离突触体；使用Seahorse XFe24细胞能量代谢分析系统进行线粒体压力测试(Cell Mito Stress Test)，测定基础呼吸、最大呼吸、质子漏、ATP关联呼吸和备用容量等参数；同时建立标准化筑巢行为评分体系评估病态行为。所有实验动物均来自实验室自繁育的加州小鼠群体，这些小鼠的祖先源自圣莫尼卡山脉野生种群。

研究结果呈现出清晰的时空动态特征：在行为层面，24小时LPS处理显著损害了两性的筑巢能力，表现为筑巢评分降低和未使用巢材重量增加，证实了急性炎症引发的典型病态行为。外周指标显示，LPS处理24小时后两性脾脏重量均显著增加，反映了系统性免疫激活。

在神经免疫标记物方面，脑区特异性变化尤为引人注目：促炎因子TNF和IL-1β的mRNA在PFC和HPC均呈现4小时显著升高、24小时回落的时间模式，而胶质细胞标记物GFAP(胶质纤维酸性蛋白)、Cd68(巨噬细胞标记物)和补体C3则呈现24小时持续升高的特征。值得注意的是，雄性小鼠在PFC区域的胶质激活反应更为强烈，GFAP和C3表达显著高于雌性，提示可能存在性别特异性的神经炎症调控机制。

线粒体功能分析揭示了有趣的性别差异：在PFC区域，LPS处理4小时后雄性小鼠的线粒体备用容量显著增加，这种变化可能与早期能量代谢重编程有关；而在HPC区域，雌性小鼠的基础ATP关联呼吸水平整体低于雄性，但不受LPS处理影响。特别值得注意的是，海马突触线粒体功能在两性中均未表现出明显的LPS诱导改变，这与前额叶皮层的反应形成鲜明对比。

这项研究的重要意义在于首次系统描绘了加州小鼠应对急性炎症挑战的神经免疫反应特征，填补了这一特殊社会性动物模型的基础数据空白。研究发现雄性加州小鼠前额叶皮层对炎症刺激表现出更强烈的胶质细胞激活反应，而线粒体代谢适应则呈现早期、短暂性改变特征，这些发现为理解社会应激与神经炎症的交互作用提供了新的实验依据。研究建立的标准化评估体系，包括筑巢行为评分和突触线粒体功能检测方案，为后续探索社会隔离等应激因素如何调节神经炎症敏感性奠定了基础。特别值得关注的是，研究中发现商用小鼠细胞因子检测试剂盒可能不适用于加州小鼠，这一方法学发现对后续研究具有重要警示价值。

这项工作的创新性还体现在将神经免疫评估与能量代谢检测相结合的研究策略上。虽然急性LPS暴露未造成突触线粒体功能的持久损害，但雄性PFC早期备用容量的增加提示神经元-胶质代谢偶联可能发生短暂性重构，这为深入探索神经炎症条件下脑区间能量代谢差异提供了新线索。未来研究可通过延长观察时间窗、结合细胞特异性代谢组学等方法，进一步揭示社会性啮齿类动物神经免疫-代谢调控网络的独特性，为开发针对应激相关精神障碍的干预策略提供理论依据。