《Behavioural Brain Research》:Impact of intraperitoneal lipopolysaccharide exposure regimens on spatial learning performance on the final day of Morris Water Maze training in
Wistar rats: a systematic review and meta-analysis
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本系统综述与Meta分析共纳入19项研究。腹腔注射脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)增加了Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)训练最后一天的逃逸潜伏期。合并效应量较大(Hedges' g = 1.95),且存
本系统综述与Meta分析共纳入19项研究。腹腔注射脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)增加了Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)训练最后一天的逃逸潜伏期。合并效应量较大(Hedges' g = 1.95),且存在显著异质性。训练时长、暴露方案和剂量并非显著调节因素。仅凭逃逸潜伏期增加并不能确证空间学习受损。
**研究背景与意义**
脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)是革兰氏阴性菌外膜中的一种病原体相关分子模式,可触发先天免疫激活。LPS与Toll样受体4/髓样分化因子2(Toll-like receptor 4/myeloid differentiation factor 2, TLR4/MD-2)复合物结合后,启动细胞内信号级联,诱导中枢神经系统炎症。海马对炎症损伤尤为敏感,其功能障碍可损害空间学习与记忆。腹腔注射LPS是建立系统性炎症模型的常用方法,但不同实验在剂量、暴露频率、持续时间及行为评估时机上存在显著异质性,导致结果可比性差、可重复性受限。因此,本研究通过系统综述与Meta分析定量评估腹腔注射LPS对Wistar大鼠Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)获得期最后一天逃逸潜伏期的影响,并探讨方法学差异是否为效应大小的调节因素。
**研究内容与方法概述**
研究人员按照PRISMA 2020指南和Cochrane协作网方法,在PROSPERO注册(CRD420261353666),于2025年3月系统检索Embase、PubMed、Web of Science、Scopus、Cochrane Library和巴西数字图书馆(BDTD),最终纳入19项研究。这些研究均使用成年雄性Wistar大鼠,腹腔注射LPS并与生理盐水对照,MWM训练4~5天,并提供可提取的均值、标准差和样本量。纳入研究来自伊朗(16项)、中国(1项)、印度(1项)和埃及(1项)。研究人员将LPS暴露方案分为急性(单次)、亚急性(≤7天)和慢性(>7天),采用随机效应模型计算合并Hedges' g(标准化均差),以训练最后一天逃逸潜伏期为结局;同时进行亚组分析(训练时长、暴露方案、剂量),使用Egger检验评估发表偏倚,采用SYRCLE工具评估偏倚风险,并通过leave-one-out敏感性分析检验总体估计的稳健性。
**研究结果**
**3.1 文献检索**:通过数据库检索共获得423条记录,去除重复后筛选287篇,最终纳入19项研究进行定量合成。
**3.2 纳入研究特征**:其中9项采用4天训练协议,10项采用5天训练协议;16项使用1 mg/kg LPS剂量,3项使用0.25~0.5 mg/kg低/中剂量。暴露方案以亚急性为主。
**3.3 Morris水迷宫方案的方法学特征**:大多数研究每日进行4次试验,最大试验时长多为60秒;仅3项报告了习惯化程序,4项评估了游泳速度,14项报告了行进距离;水池直径范围为120~180 cm,表明方法学存在明显差异。
**3.4 纳入文章的方法学质量评价**:SYRCLE工具评估显示,多数研究在随机序列生成、分配隐藏和盲法方面偏倚风险不明确,但失访偏倚和选择性报告风险总体较低。
**3.5 漏斗图**:漏斗图显示明显不对称,Egger检验截距为7.66(p<0.001),提示可能存在发表偏倚,合并效应或被高估。
**3.6 合成结果**:整体随机效应模型显示,LPS组较对照组逃逸潜伏期显著延长,合并Hedges' g = 1.95(SE=0.27;95%CI:1.42~2.48;p<0.001),存在高度异质性(I2=76.70%)。基于原始均差的敏感性分析表明,LPS使逃逸潜伏期平均延长14.03秒(95%CI:10.58~17.48)。leave-one-out分析显示,逐一排除单个研究后合并效应量介于1.759~2.038之间,且均保持显著,提示总体效应并非由单一研究驱动。
**3.7 MWM方案时长与LPS暴露方案**:包含全部19项研究的分层森林图显示,在4天和5天训练协议中,LPS均与更长的逃逸潜伏期相关,但正式亚组检验显示,训练时长(p=0.054)和LPS暴露方案(p=0.135)均未达到统计学显著调节作用。
**3.8 按LPS剂量分层的亚组分析**:低/中剂量组(<1.0 mg/kg,3项)和高剂量组(1.0 mg/kg,16项)均显示LPS增加逃逸潜伏期,但剂量类别并非显著调节因素。
**3.9 亚组差异的正式检验**:混合效应Cochran's Q检验表明,训练时长(Q=3.72,df=1,p=0.054)、暴露方案(Q=4.008,df=2,p=0.135)和剂量类别(Q=1.148,df=1,p=0.284)均未产生显著的亚组间差异,即这三项方法学因素不是效应大小的统计学调节因素。
**讨论与结论**
讨论部分强调,逃逸潜伏期是受认知与非认知因素共同影响的复合指标,包括游泳速度、动机、压力及疾病行为。仅4项研究报告了游泳速度,且多数未显示组间显著差异;仅1项研究采用了可见平台对照,未发现组间逃逸潜伏期差异。因此,观察到的潜伏期延长不能被单独视为空间学习受损的直接证据。剂量分析受研究数量不平衡限制,且亚组分析未发现显著调节因素,表明异质性可能源于其他未测方法学差异。Egger检验提示发表偏倚,可能高估总体效应,但leave-one-out分析显示结果稳定。
研究结论可翻译为:腹腔注射LPS与成年雄性Wistar大鼠Morris水迷宫获得期逃逸潜伏期延长和表现变差相关。然而,由于逃逸潜伏期受认知和非认知因素(包括游泳速度、动机、压力和疾病行为)影响,该效应不应被解释为空间学习受损的确凿证据。正式亚组分析未发现MWM训练时长、LPS暴露方案或剂量类别的显著差异,表明这些因素单独并不能解释研究间的高度异质性。这些发现强调需要加强方法学标准化,并纳入补充行为学指标——尤其是游泳速度、路径长度和可见平台对照——以改善基于LPS的神经炎症模型的解释和可重复性。