内源性大麻素信号分离了全身炎症疾病反应的体温调节和行为成分

《Behavioural Brain Research》：Endocannabinoid signaling dissociates thermoregulatory and behavioral components of the sickness response to systemic inflammation

　　

摘要

全身炎症触发协调的生病反应，包括行为抑制、厌食和体温调节改变，通常被视为一个统一的综合征。然而，越来越多的证据表明，不同的神经回路控制着生病行为的不同组成部分。全身炎症期间，中枢内源性大麻素系统 (ECS) 信号是否差异调节行为和体温调节反应仍不清楚。因此，我们调查了中枢 ECS 信号在脂多糖 (LPS) 诱导的特定生病领域中的作用。雄性维斯塔大鼠在腹腔内注射 LPS (1?mg/kg) 或生理盐水之前，接受脑室内预处理，给予 CB1 受体拮抗剂 AM251、内源性大麻素转运抑制剂 VDM11、CB1 激动剂 WIN55,212-2 或载体。使用旷场试验、强迫游泳试验和 24 小时摄食量评估行为反应。通过遥测连续监测核心体温 6?小时，并计算低体温 (0–2?小时) 和发热 (3–6?小时) 的热指数。LPS 诱导了显著的生病表型，特征为运动减少、静止不动时间增加、摄食减少以及双相体温调节反应。中枢 ECS 操作对行为终点产生极小的影响。相比之下，体温调节对 ECS 调节具有选择性敏感：CB1 受体阻断增强了 LPS 诱导的低体温并显著降低发热，而增加内源性大麻素张力减弱低体温但不影响发热。这些发现表明，中枢 ECS 信号选择性调节生病反应的体温调节组成部分，而非行为组成部分，支持生病行为的模块化组织。

引言

生病行为构成了进化上保守且适应性的免疫激活反应，特征为协调的行为和生理调整，包括摄食减少、精神运动迟缓、社交退缩、快感缺失和发热 [1]，[2]，[3]。虽然这些反应在急性感染期间促进能量重新分配和病原体防御，但在严重全身炎症、自身免疫爆发或癌症相关炎症等背景下的过度或持续激活也可能导致不良临床结局 [4]，[5]，[6]。这种双重适应性 - 适应不良性本质强调了理解生病行为的离散组成部分如何在中枢被调节的必要性，特别是如果要开发领域选择性治疗策略，例如，恢复摄食而不损害免疫能力 [7]，[8]。

脂多糖 (LPS) 是一种强效的 Toll 样受体 4 (TLR4) 激动剂，广泛用于模拟急性全身炎症。外周 LPS 注射触发促炎细胞因子的迅速激增，包括白细胞介素 -1β (IL-1β)、IL-6 和肿瘤坏死因子 -α (TNF-α) [3]，[9]，[10]。这些信号通过体液机制（例如，跨室周器官转运或在其上信号传导）和神经通路（特别是迷走神经传入纤维）进入大脑，导致小胶质细胞激活和下丘脑/视前区、中脑边缘和自主神经回路内的区域特异性功能重组 [11]，[12]，[13]。经典发热通路涉及脑内皮细胞中环氧合酶 -2 (COX-2) 的诱导，导致前列腺素 E2 (PGE2) 生成和视前区体温调节回路中 EP3 受体的激活，从而改变体温调节效应器的激活阈值，进而促进协调的热量保存和热量产生 [10]，[14]，[15]。然而，前列腺素信号在一个更广泛的神经调节景观中运作，其中内源性系统动态塑造生病反应的幅度和领域特异性表达 [3]，[16]，[17]，[18]。

在这些调节系统中，内源性大麻素系统 (ECS) 处于战略位置，能够影响行为的稳态和动机维度，作用于调节摄食、能量平衡和目标导向行动的下丘脑和边缘系统回路 [19]，[20]，[21]。大麻素 CB1 受体密集表达在控制摄食和体温调节的下丘脑和视前区核团，以及参与动机和行为激活的中脑边缘回路中 [22]，[23]。已知这些回路协调行为的稳态和动机方面，这些过程受内源性大麻素信号强烈影响 [19]，[24]。内源性配体如花生四烯乙醇胺 (AEA) 和 2-花生四烯酸甘油酯 (2-AG) 按需合成，并分别被脂肪酸酰胺水解酶 (FAAH) 和单酰甘油脂肪酶 (MAGL) 快速降解，能够时间精确地、状态依赖地调节稳态行为，包括对如压力等生理挑战的摄食反应 [24]，[25]。实验证据表明，ECS 信号可以影响炎症级联反应和与前列腺素相关的通路，包括 COX-2 和 PGE2 动态，并调节胶质细胞因子产生 [26]，[27]。此外，大麻素信号与体温调节控制和发热反应有关 [28]，[29]。

尽管有这些观察，仍不清楚中枢内源性大麻素张力是否在同一炎症背景下差异调节生病行为的不同组成部分。大多数研究考察了个别终点——如发热或摄食——通常没有将中枢大麻素作用与外周作用分离，或者没有直接比较多个行为和生理领域。因此，本研究考察了中枢内源性大麻素信号是否对生病反应施加领域特异性控制，在早期全身炎症期间选择性调节行为和体温调节组成部分。

章节摘要

动物

成年雄性维斯塔大鼠 (250–300?g，8–10 周龄) 在阿尔费纳斯联邦大学 (UNIFAL-MG) 中心动物设施繁殖，并群养在 3–4 只的通风聚丙烯笼中 (40 × 30 × 20?cm)，内含木屑和 PVC 管用于环境丰富化，在受控条件下 (12?小时光暗循环，07:00 开灯；22 ± 1 °C；食物和水自由摄取)。实验前大鼠适应≥7 天。根据需要提供术后镇痛

结果

旷场试验。全身 LPS 注射在挑战后 2?小时产生显著的与生病相关的运动表型。双因素方差分析显示挑战对总移动距离有强烈的主效应 (F(1,56)=45.93, p<0.0001, η2p=0.451)，表明运动活性方差中近一半可归因于全身炎症。同样，LPS 显著增加了静止不动时间 (F(1,56)=32.17, p<0.0001, η2p=0.365)，炎症挑战解释了

讨论

本研究表明，中枢内源性大麻素信号对全身炎症诱导的生病反应施加领域特异性和相位依赖性调节。虽然内源性大麻素系统已被证实参与免疫 - 脑通讯 [22]，但其在协调生病反应不同生理组成部分中的作用定义尚不明确。虽然运动抑制、强迫游泳试验中被动应对（漂浮）行为增加和摄食减少

伦理声明

所有实验程序均获阿尔费纳斯联邦大学 (UNIFAL-MG) 机构动物护理和使用委员会 (CEUA) 批准 (方案 #23/2020)，并按照巴西动物实验指南 (CONCEA) 和 ARRIVE 指南进行。

伦理批准

所有实验程序均获圣卡塔琳娜联邦大学机构动物护理和使用委员会 (CEUA) 批准，并按照巴西动物实验指南 (CONCEA) 和 ARRIVE 建议进行。

未引用参考文献

[35]

资助

这项工作由巴西科学与技术发展国家委员会 (CNPq, 巴西；资助编号 315254/2021-1 和 444433/2023-6) 支持。

撰写过程中使用生成式人工智能和人工智能辅助技术

在准备这项工作期间，作者使用 ChatGPT (OpenAI) 协助语言编辑。作者根据需要审阅和编辑内容，并对手稿的最终内容承担全部责任。

CRediT 作者贡献声明

Alexandre Giusti-Paiva: 写作 - 审阅和编辑，写作 - 原始草稿，验证，监督，调查，资助获取，形式分析，数据管理，概念化。 Merelym K. Oliveira: 写作 - 原始草稿，项目管理，方法论，调查，形式分析，概念化。 Vilela Fabiana C: 写作 - 审阅和编辑，写作 - 原始草稿，监督，方法论，调查，数据管理，概念化。

竞争利益声明

作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。

致谢

作者感谢技术人员在动物护理和实验程序方面的协助。

Merelym K. Oliveira|Fabiana C. Vilela|Alexandre Giusti-Paiva