《Behavioural Brain Research》：Sex-Divergent Vulnerability to Chronic Peripheral LPS Challenge in Aged ApoE4 Mice: Male Systemic Fragility
versus Female Central Neuroinflammation
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慢性LPS改变了性别特异性的中枢和外周脆弱性及炎症模式。LPS触发了apoE4雄性小鼠的内毒素血症样症状和死亡。与雄性相比，apoE4雌性小鼠表现出更差的空间精度和更高的焦虑水平。apoE4雌性小鼠的中枢神经系统修复和免疫机制比雄性更为活跃。
慢性LPS改变了性别特异性的中枢和外周脆弱性及炎症模式。LPS触发了apoE4雄性小鼠的内毒素血症样症状和死亡。与雄性相比，apoE4雌性小鼠表现出更差的空间精度和更高的焦虑水平。apoE4雌性小鼠的中枢神经系统修复和免疫机制比雄性更为活跃。
研究背景与科学问题
衰老伴随一种被称为“炎性衰老”（inflammageing）的内在低度炎症状态，这种慢性炎症是所有年龄相关疾病（ARD）的共同特征，并与线粒体功能障碍、基因组不稳定等衰老标志相互作用。阿尔茨海默病（AD）中存在明显的炎症环境，而载脂蛋白E基因（APOE）的ε4等位基因（APOEε4）是晚发性阿尔茨海默病（LOAD）的主要遗传风险因素，现已被视为一种独立的遗传性AD形式。APOEε4携带者对神经炎症的反应最为强烈，但现有疗法在该人群中缺乏显著临床疗效，可能与APOE相关的神经炎症机制有关。然而，目前的研究缺乏对高龄、慢性低度全身性炎症这一最具转化意义窗口期下的炎症特征的深入刻画，特别是关于性别特异性反应的报道极少。因此，本研究旨在探究在慢性脂多糖（LPS）挑战下，老年APOE4基因型小鼠是否存在性别特异性的神经炎症和认知脆弱性，从而为LOAD的精准干预策略提供见解。
研究方法概述
研究人员使用了人源化APOE4敲入纯合子小鼠（品系027894，C57BL/6遗传背景，购自Jackson Laboratory）。对15-16月龄（相当于人类约60岁）的雄性和雌性小鼠进行为期6周的低剂量LPS（0.25 mg/kg，腹腔注射）或生理盐水处理，每周三次。研究采用了多种关键技术方法：通过开放场实验评估焦虑样行为和运动能力；利用三箱社交实验检测社会行为和社会新颖性偏好；运用莫里斯水迷宫（MWM）测试空间学习和记忆能力。分子层面，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）定量血清、海马（HPC）和额叶皮层（FC）中的促炎细胞因子（IL-1β和IL-6）；并通过实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测海马中涉及神经炎症、胶质功能、髓鞘形成、抗氧化防御及神经营养信号通路的相关基因表达。
研究结果
1. 慢性LPS处理后雄性小鼠的系统性脆弱性和死亡率增加
结果显示，LPS处理的apoE4雄性小鼠死亡率（29.4%）显著高于其他组。所有小鼠体重均随时间下降，LPS处理组尤为明显，表明慢性炎症产生了全身性影响。
2. 行为学测试揭示性别依赖性效应
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开放场实验：雌性小鼠在最初5分钟内的运动活性更高，显示出正常的探索性适应模式。在焦虑样行为方面，雌性小鼠在中央区域停留时间更短、速度更快，表现出更强的中心回避，提示其焦虑表型增强。
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三箱社交实验：所有组别的小鼠均未表现出显著的社交偏好或新颖性偏好，表明老年apoE4小鼠本身即存在基础性的社交行为缺陷，掩盖了治疗可能带来的额外效应。
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莫里斯水迷宫：在空间学习阶段，发现了显著的性别×治疗交互作用。对照组雄性小鼠的学习曲线较慢，但最终达到正确习得。在记忆保持测试中，所有组别均表现出优于随机水平的空间记忆。但热图分析显示，LPS处理的雌性小鼠在长期记忆测试中搜索策略更分散，目标平台区域覆盖减少，暗示其空间精确度受损。
3. 炎症谱呈现性别和脑区特异性模式
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细胞因子水平：血清中，雄性小鼠的IL-6水平呈升高趋势，提示更强的全身性炎症。在大脑中，雌性小鼠额叶皮层的IL-1β蛋白水平显著高于雄性，表明存在性别依赖的中枢免疫状态差异。
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海马基因表达：神经炎症和免疫应答基因簇的分析显示，雌性小鼠的Cd68和Il-1β表达水平显著更高。LPS处理导致雄性小鼠海马Il-1β表达下调，而雌性小鼠则上调，呈现出相反的调节方向。在髓鞘化和胶质功能基因簇中，雌性小鼠的Gfap和Mog表达更高，且LPS处理的雌性小鼠Mog表达显著高于同条件下的雄性，提示雌性小鼠在慢性炎症下启动了更强的胶质反应和髓鞘修复机制。
讨论与结论
本研究发现，在慢性LPS诱导的炎症挑战下，老年apoE4小鼠展现出明确的性别二态性反应：雄性主要表现为全身性脆弱，包括高死亡率和体重下降，幸存者可能代表了更具生理弹性的亚群；而雌性则表现为中枢神经炎症加剧，伴随焦虑样行为增加和空间搜索策略的改变。研究认为，APOE4基因型可能独立于年龄增强了LPS的内毒素血症效应，解释了雄性小鼠的高死亡率。雌性小鼠海马中升高的神经炎症和胶质标志物表达，与其在行为上的焦虑和空间精度下降相关联。值得注意的是，多次LPS暴露后观察到的免疫系统耐受现象，可能导致了部分行为学和分子指标的减弱。总之，该研究首次整合了高龄、APOE4基因型和慢性炎症三大LOAD风险因素，揭示了性别差异在其中扮演的关键角色，强调未来针对APOEε4携带者的精准治疗策略必须将性别作为一个重要的生物变量加以考量。
