Ouabain通过抑制海马神经炎症和氧化应激缓解睡眠剥夺诱导的小鼠焦虑样行为

《Brain and Behavior》：Ouabain Relieves Sleep Deprivation–Induced Anxiety-Like Behavior in Mice by Suppressing Hippocampal Neuroinflammation and Oxidative Stress

　　

背景：睡眠不足已成为全球公共卫生挑战，并与情绪和焦虑障碍的发生密切相关。神经炎症和氧化应激被认为是这些疾病的关键病理基础。Ouabain是一种典型的强心苷，也是Na⁺/K⁺-ATP酶的内源性配体。近年来，Ouabain被报道具有抗炎和神经保护作用；然而，它是否能改善睡眠剥夺（SD）相关的情绪异常尚不清楚。

方法：研究人员使用雄性ICR小鼠的72小时改良多平台SD模型，研究了低剂量Ouabain给药（3 μg/kg，腹腔注射）是否缓解焦虑样行为（通过旷场实验评估），并减轻海马炎症（细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-4和IL-10）和氧化还原紊乱（T-AOC、SOD、GPx、MDA和CAT），通过ELISA测量。同时，研究人员采用PLX5622和通路特异性调节剂来探索Ouabain有益作用的潜在机制。

结果：在本研究中，SD使旷场中心区域时间减少56.05%，而不改变运动活动；海马TNF-α、IL-1β和MDA分别增加105.11%、82.50%和89.82%；而IL-4、IL-10、SOD、GPx、CAT和T-AOC分别降低54.28%、47.22%、44.96%、51.95%、52.14%和46.20%。低剂量Ouabain给药显著逆转了这些变化。PLX5622介导的小胶质细胞耗竭产生了部分相似的保护作用，而Src/p38 MAPK/NF-κB相关信号的药理学干扰减弱了Ouabain的效果。

结论：综合这些发现表明，低剂量Ouabain通过抑制海马神经炎症和氧化应激，至少部分缓解了急性SD诱导的焦虑样行为，并确定了一个潜在的信号轴以供进一步研究。

睡眠不足已成为全球性公共卫生问题，全球近三分之一成年人每晚睡眠不足7小时，这与情绪障碍（尤其是焦虑和抑郁）的发病率升高密切相关。长期以来，大量研究证实睡眠剥夺（SD）会损害注意力、记忆和执行功能，并增加情绪反应性和焦虑。神经炎症和氧化应激被认为是SD导致情绪异常的关键病理基础。然而，针对SD相关情感障碍的有效干预靶点仍十分有限。Ouabain是一种经典的强心苷，也是Na⁺/K⁺-ATP酶的内源性配体。近年研究显示，低剂量Ouabain具有抗炎、抗氧化和神经保护作用，但它在SD相关行为与病理改变中的作用尚未被报道。因此，研究人员假设低剂量Ouabain可通过抑制海马神经炎症和氧化应激改善SD诱导的焦虑样行为，并探索其潜在机制。该论文发表在《Brain and Behavior》。

研究人员采用雄性ICR小鼠，通过72小时改良多平台水罐法建立急性SD模型。主要关键技术方法包括：旷场实验（OFT）评估焦虑样行为；ELISA检测海马炎症细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-4、IL-10）和氧化应激指标（T-AOC、SOD、GPx、MDA、CAT）；使用PLX5622饮食（1200 mg/kg起始，后降至300 mg/kg）持续14天以耗竭小胶质细胞；通过药理学工具药（Src抑制剂SU6656、p38 MAPK激活剂anisomycin、NF-κB通路激活剂TNF-α）在Ouabain给药前30分钟注射，以验证信号通路。所有小鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司。

研究结果如下：

**3.1 Ouabain缓解急性SD诱导的焦虑样行为**：通过旷场实验发现，72小时SD使小鼠中心区域停留时间减少56.05%，外周时间增加7.72%，焦虑指数升高7.73%，而运动总距离和平均速度未改变。低剂量Ouabain（3 μg/kg，腹腔注射）显著逆转上述变化，使中心时间增加137.01%，外周时间减少7.70%，焦虑指数降低7.69%，且不影响自发运动。这表明Ouabain特异性改善SD引起的情绪相关行为，而非产生镇静或运动抑制。

**3.2 Ouabain抑制SD诱导的海马神经炎症和氧化应激**：ELISA检测显示，SD使海马促炎因子TNF-α和IL-1β分别升高105.11%和82.50%，抗炎因子IL-4和IL-10分别降低54.28%和47.22%；氧化应激标志物MDA升高89.82%，SOD、GPx、CAT和T-AOC分别降低44.96%、51.95%、52.14%和46.20%。Ouabain处理显著抑制这些变化：TNF-α降低49.88%，IL-1β降低56.55%，IL-4升高115.02%，IL-10升高44.48%；MDA降低40.66%，SOD升高31.22%，GPx升高108.35%，CAT升高57.64%，T-AOC升高110.82%。表明Ouabain能有效恢复海马炎症和氧化还原平衡。

**3.3 小胶质细胞耗竭缓解SD诱导的焦虑样行为并恢复炎症/氧化还原平衡**：通过PLX5622耗竭小胶质细胞后，SD小鼠中心时间增加86.56%，外周时间减少59.42%，焦虑指数降低59.41%；同时海马TNF-α和IL-1β分别降低26.12%和26.52%，IL-4和IL-10分别升高53.07%和110.13%；MDA降低33.79%，SOD、GPx、CAT和T-AOC分别升高28.34%、93.02%、157.08%和123.59%。这证实小胶质细胞在SD诱导的炎症、氧化应激和焦虑样行为中起关键作用。

**3.4 Src/p38 MAPK/NF-κB通路介导Ouabain的抗焦虑样效应**：在Ouabain给药前分别使用Src抑制剂SU6656、p38 MAPK激活剂anisomycin和NF-κB通路激活剂TNF-α，均显著减弱Ouabain对SD小鼠焦虑样行为的改善作用（中心时间分别减少35.23%、32.59%和32.96%，外周时间和焦虑指数相应增加），并削弱其抗炎和抗氧化效果。这表明Ouabain的效应依赖于Na⁺/K⁺-ATP酶连接的Src/p38 MAPK/NF-κB信号轴。

讨论部分总结了研究结果与现有证据的一致性：急性SD主要引起情感改变而非运动缺陷，与人类和啮齿类研究相符；神经炎症与氧化应激相互放大，小胶质细胞耗竭实验支持其因果作用；低剂量Ouabain通过免疫调节和抗氧化作用改善SD行为，机制涉及Src/p38 MAPK/NF-κB通路。同时指出局限性：仅使用雄性小鼠，急性SD模型（72小时）不能完全代表慢性睡眠缺失，未检测脑源性神经营养因子（BDNF）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP），未进行心电图、血清化学等安全性评估。结论部分翻译如下：总之，本研究从行为、炎症和氧化还原层面提供了多水平证据，表明低剂量Ouabain至少部分通过抑制小胶质细胞相关的海马神经炎症和氧化应激，缓解急性SD诱导的焦虑样行为。这些发现为重新利用强心苷类药物或靶向Ouabain-Na⁺/K⁺-ATP酶信号轴以对抗睡眠缺失相关情绪障碍提供了机制依据，并进一步强调了充足、高质量的睡眠对于神经免疫-氧化还原稳态和情绪健康的基础重要性。未来需要开展包含两性、不同SD时长和慢性模型、更多焦虑测试、直接通路验证、神经可塑性/胶质细胞标志物以及安全性评估的研究。