《Neurochemistry International》：NOD1 contributes to reduced postoperative memory performance induced by preoperative sleep deprivation and anesthesia/surgery in mice
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•术前睡眠剥夺与麻醉/手术均与术后记忆功能下降相关，但二者之间不存在显著的协同交互作用。•术前睡眠剥夺与麻醉/手术均与海马CA1区NOD1表达上调、NF-κB p65磷酸化增强以及Iba1相关改变相关，同时伴有肠道菌群失调和回肠溶菌酶表达升高。•在海马CA1区通过Iba1启动
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术前睡眠剥夺与麻醉/手术均与术后记忆功能下降相关，但二者之间不存在显著的协同交互作用。
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术前睡眠剥夺与麻醉/手术均与海马CA1区NOD1表达上调、NF-κB p65磷酸化增强以及Iba1相关改变相关，同时伴有肠道菌群失调和回肠溶菌酶表达升高。
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在海马CA1区通过Iba1启动子驱动的NOD1敲低以及*Lyz1*基因缺陷，可减少NOD1表达、NF-κB p65磷酸化以及海马CA1区Iba1相关改变。
引言
记忆是大脑编码、存储和检索来自外部环境信息的过程 [1], [2], [3]。睡眠在这一过程中发挥着至关重要的作用 [4], [5]。在慢波睡眠（SWS）期间，海马通过特征性的电生理事件，例如棘波涟漪，重放觉醒期间所经历的神经活动模式。这一过程有助于将新获取的信息转移至新皮层，并参与系统性记忆巩固。与此同时，快速眼动（REM）睡眠期间的θ振荡被认为可以调节突触可塑性并增强与情绪相关的记忆 [6], [7], [8]。然而，在临床实践中，围手术期睡眠常常因疾病、与手术及预后相关的恐惧和焦虑、陌生的病房环境、反复的术前检查以及夜间护理而受到干扰。术前睡眠障碍影响多达60%的外科患者 [9], [10], [11]，且与术后并发症风险增加相关，包括术后疼痛加重、认知或记忆缺陷以及谵妄 [12]。鉴于睡眠在记忆功能中的重要作用以及术前睡眠障碍的高患病率，探究术前睡眠障碍对术后记忆表现的影响及其潜在生物学机制具有重要的临床意义。
近年来，越来越多的证据表明，肠道菌群不仅参与胃肠道稳态的维持，还通过菌群-肠-脑轴（MGBA）与中枢神经系统进行双向通讯 [13], [14], [15], [16]。既往研究表明，将抑郁症模型小鼠的粪便菌群移植至健康小鼠体内可诱导受体小鼠的小胶质细胞活化 [17]，提示肠道微生物环境的改变可能影响中枢免疫活动。值得注意的是，围手术期的应激源，如睡眠中断和手术，可诱导肠道菌群失调，损害肠道屏障功能并改变微生物代谢物的产生，这些变化均可能与中枢神经系统功能紊乱相关 [18], [19], [20], [21]。例如，已有报道指出睡眠剥夺可降低*Akkermansia muciniphila*的丰度及肠道短链脂肪酸水平，并伴随海马小胶质细胞改变、神经回路破坏及认知功能下降 [22]。同样，手术应激也可导致肠道菌群失调，并可能进而促发中枢炎症反应 [23]。这些观察结果表明，肠道菌群失调可能是围手术期应激影响中枢神经系统的重要中介因素。一个关键问题是肠道微生物信号如何被宿主感知并与中枢炎症反应相联系。模式识别受体（PRRs）是宿主识别微生物相关分子模式并启动免疫反应的重要分子传感器，包括Toll样受体、核苷酸结合寡聚化结构域样受体（NLRs）、视黄酸诱导基因I（RIG-I）样受体（RLRs）以及C型凝集素受体。其中，核苷酸结合寡聚化结构域蛋白1（NOD1）属于NLR家族，是一种胞质模式识别受体，可识别特定的细菌肽聚糖片段并激活下游炎症信号通路 [24], [25]。
NOD1不仅在外周免疫组织中有表达，在大脑的多个区域（包括海马、新皮层和纹状体）中也有表达。在中枢神经系统中，NOD1的表达已在小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元中检测到 [26], [27], [28], [29], [30]。一项既往研究显示，在脑出血模型中NOD1表达上调，并伴随小胶质细胞反应和神经炎症发生，而药理学抑制NOD1可减少这些变化 [31]。该发现提示NOD1可能参与中枢炎症过程。小胶质细胞是中枢神经系统的常驻免疫细胞，在生理条件下持续监测神经环境，并调控突触修剪与可塑性 [32], [33], [34]。在外周或中枢炎症刺激作用下，小胶质细胞可由稳态转变为激活状态并释放炎症介质，从而参与神经炎症反应 [35]。
基于上述背景，我们研究了术前急性睡眠剥夺后结合麻醉/手术是否与术后记忆功能下降、海马CA1区NOD1表达改变、肠道菌群稳态紊乱以及回肠溶菌酶表达改变相关。我们进一步评估了在海马CA1区通过Iba1启动子驱动的NOD1敲低以及*Lyz1*基因缺陷对上述分子改变和术后记忆表现的影响。我们提出假设：海马CA1区NOD1信号通路及回肠溶菌酶相关改变可能与术前急性睡眠剥夺及麻醉/手术后术后记忆表现的改变相关。
章节摘录
实验动物
所有动物实验均经首都医科大学附属北京世纪坛医院动物伦理委员会批准。无特定病原体（SPF）级雄性野生型（WT）C57BL/6J小鼠（8–12周龄，18–25 g）购自北京维通利华生物技术有限公司。雄性纯合*Lyz1*-/-小鼠系此前通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑，对C57BL/6J原核阶段受精卵进行基因改造获得 [36]。小鼠的基因型
MMPM模型可有效诱导急性睡眠剥夺，且术前急性睡眠剥夺结合麻醉/手术与小鼠术后记忆功能下降相关
为评估MMPM的有效性，我们对Con组和SD组小鼠连续记录24小时的EEG/EMG信号。与Con组相比，经MMPM处理的小鼠处于觉醒状态的时间更长（1,134分钟/24小时，占总记录时间的78.80%），而非快速眼动睡眠（NREM）时间更短（279分钟/24小时，19.43%），快速眼动睡眠（REM）时间也更短（25分钟/24小时，1.78%；觉醒和REM睡眠，校正后*P* < 0.001；NREM睡眠，校正后*P* < 0.01，图2A和B）。这些结果表明，MMPM可有效诱导睡眠
讨论
在本研究中，析因分析显示，睡眠剥夺和手术在OLMT及NORT测试中均表现出显著的主效应，但睡眠剥夺×手术的交互作用在两项测试中均不显著。这种显著的主效应（在缺乏统计学显著交互作用的情况下），并不能表明睡眠剥夺和手术在SD + Sur组中的效应呈叠加关系。在Y型迷宫测试中，主效应及睡眠剥夺×手术的
结论
术前急性睡眠剥夺和麻醉/手术均与术后记忆功能下降相关。然而，在OLMT、NORT及Y型迷宫测试中均未检测到睡眠剥夺与手术之间的显著交互作用。这些行为改变伴随海马CA1区NOD1表达上调、NF-κB p65磷酸化增强以及Iba1相关改变，同时伴有肠道菌群失调和回肠溶菌酶表达升高。Iba1
作者贡献声明（CRediT）
Yi Gao（高怡）：调查研究、形式化分析、数据管理。Yuchen Guo（郭宇辰）：调查研究、数据管理。Lizhuang Han（韩丽庄）：调查研究、数据管理。Huihui Miao（苗慧慧）：写作——审阅与编辑、指导、资源获取、项目管理、方法论、经费筹措、概念构思。Qin Zhang（张勤）：指导、资源获取、方法论、概念构思。Tianzuo Li（李天作）：写作——审阅与编辑、指导、资源获取、项目管理、方法论、经费筹措、概念构思。Jiaojiao
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments，动物研究：体内实验报告规范）指南进行。本研究经首都医科大学附属北京世纪坛医院动物伦理委员会批准（批准号：KYD-2024-0034-001）。
利益冲突声明
作者声明不存在可能对本论文所报告工作产生影响的经济利益关系或个人关系。
数据可获得性声明
本研究所产生的转录组学和宏基因组学测序数据已提交至中国科学院国家基因数据中心、国家生物信息中心基因序列档案馆（Genome Sequence Archive, GSA），登录号分别为CRA048461和CRA048494。
资金来源
本研究受国家自然科学基金委员会（82271206，资助TZL）和国家自然科学基金委员会（82471201，资助HHM）资助。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知可能对本文所报告工作产生影响的经济利益关系或个人关系。
Jiaojiao Yang（杨家椒）| Yi Gao（高怡）| Lizhuang Han（韩丽庄）| Yuchen Guo（郭宇辰）| Qin Zhang（张勤）| Huihui Miao（苗慧慧）| Tianzuo Li（李天作）
