胆囊收缩素通过抑制小胶质细胞吞噬兴奋性突触改善脓毒症相关性脑病小鼠的认知障碍

Cholecystokinin ameliorates cognitive impairment via inhibiting microglia phagocytosis of excitatory synapses in sepsis-associated encephalopathy mice

作者信息Lei Chen, Zhen Li, Yubo Gao, Guangxi Piao, Yitong Li, Jingshu Hong, Qian Wang, Kaixi Liu, Jie Wang, Ailian Du, Luhua Chen, Xiangyang Guo, Zhengqian Li, Taotao Liu
PMID41024113
发布时间2025-09-29
DOI10.1186/s12974-025-03554-9

实验完整度

包含体外BV2细胞模型、体内小鼠模型、行为学测试、电生理记录、RNA测序、免疫荧光及western blot等多个证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

SAE小鼠模型(LPS诱导) BV2小胶质细胞系 CCK-Cre转基因小鼠

重点核对

LPS剂量:单次腹腔注射5 mg/kg LPS建立SAE模型 CCK8给药:海马CA1区注射10 ng或50 ng CCK8 CCK阳性神经元激活:化学遗传学(AAV2/9-DIO-hM3Dq-mCherry)结合CNO(5 mg/kg) CCK2R拮抗剂:L365,260(10 µM)验证受体机制 BV2细胞LPS刺激条件:1 µg/mL LPS处理6小时

摘要

背景:脓毒症相关性脑病(SAE)以认知障碍为特征,是脓毒症患者的常见并发症。小胶质细胞通过吞噬突触参与多种认知障碍相关疾病。胆囊收缩素(CCK)是一种在大脑中含量丰富的神经肽,与认知功能密切相关。然而,CCK在SAE中的作用以及CCK与小胶质细胞吞噬突触之间的关系尚不清楚。方法:使用脂多糖(LPS)构建3月龄雄性小鼠和BV2小胶质细胞的SAE模型。为了研究CCK对SAE模型小鼠认知障碍的影响,我们采用外源性CCK注射至海马背侧CA1区或化学遗传学激活CCK阳性神经元以促进内源性CCK释放。采用Morris水迷宫和恐惧条件反射实验评估小鼠的认知功能。进行RNA测序以探索CCK诱导的神经保护所涉及的潜在信号通路。使用蛋白质印迹和免疫荧光评估CCK对小胶质细胞吞噬突触、神经毒性星形胶质细胞和兴奋性突触的影响。使用全细胞记录来确定兴奋性突触传递。结果:LPS成功建立了SAE的体内和体外模型。外源性CCK注射和激活海马CA1区CCK阳性神经元均减轻了SAE小鼠的认知障碍。机制上,CCK通过抑制补体1q(C1q)介导的小胶质细胞吞噬突触和神经毒性星形胶质细胞极化,显著减轻了兴奋性突触可塑性损伤。此外,BV2细胞的体外SAE模型表明,CCK通过小胶质细胞CCK2型受体发挥神经保护作用。结论:CCK可能通过抑制小胶质细胞C1q介导的兴奋性突触吞噬来减轻认知障碍,提示CCK药物和特异性激活CCK阳性神经元都是SAE的潜在治疗方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CCK及其阳性神经元是否通过抑制小胶质细胞C1q介导的兴奋性突触吞噬来改善SAE小鼠的认知障碍?
核心机制
CCK通过小胶质细胞CCK2R抑制C1q表达,从而抑制小胶质细胞对兴奋性突触的吞噬和A1星形胶质细胞极化,改善突触可塑性和认知功能。
主要证据
外源性CCK8注射和化学遗传激活CCK阳性神经元均减轻SAE小鼠认知障碍;CCK8抑制C1q表达、小胶质细胞吞噬及A1极化;BV2细胞实验证实CCK8经CCK2R抑制C1q。
研究意义
为SAE提供潜在治疗策略,包括CCK药物和特异性激活CCK阳性神经元。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SAE模型建立与验证

建立SAE小鼠模型并验证认知功能障碍与海马CCK和兴奋性突触减少相关

对小鼠腹腔注射5 mg/kg LPS建立SAE模型,通过血清细胞因子检测、脓毒症评分、体重、恐惧条件反射和Morris水迷宫评估模型;检测海马CCK和突触蛋白水平。

2

外源性CCK8注射对认知功能的影响

评估海马CA1区注射CCK8能否改善SAE小鼠认知障碍

通过双侧套管向SAE小鼠海马CA1区注射不同剂量CCK8(2、10、50 ng),进行FCT和MWM测试。

3

CCK8对兴奋性突触可塑性的影响

验证CCK8是否改善SAE小鼠海马CA1区兴奋性突触数量与功能

通过Western blot检测PSD95和vGlut1水平,免疫荧光计数兴奋性突触,全细胞膜片钳记录sEPSCs和mEPSCs。

4

CCK8对C1q介导的小胶质细胞吞噬和A1星形胶质细胞极化的影响

探索CCK8抑制C1q表达及其下游机制

利用RNA测序筛选差异基因,发现C1q下调;通过Western blot和qPCR验证C1q表达,免疫荧光检测小胶质细胞吞噬突触及A1极化。

5

化学遗传激活CCK阳性神经元的影响

验证内源性CCK释放是否同样改善认知功能并抑制C1q介导的突触吞噬

在CCK-Cre小鼠海马CA1区注射AAV-DIO-hM3Dq-mCherry,并用CNO激活,同时给予CCK2R拮抗剂L365,260,进行行为学、免疫荧光和Western blot检测。

6

体外BV2细胞实验验证CCK8经CCK2R抑制C1q

在细胞水平确认CCK8抑制C1q的受体机制

用LPS刺激BV2细胞构建体外SAE模型,给予不同浓度CCK8及CCK1R/CCK2R拮抗剂,检测C1q蛋白表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
大肠杆菌O55:B5脂多糖Sigma-AldrichL2880
CCK8Tocris1166
L365,260Tocris2767
SR27897Tocris2190
氯氮平N-氧化物----
DMEM培养基Thermo Fisher ScientificC11995500BT
胎牛血清Gibco10270106
青霉素/链霉素----
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂ApplygenP1265
磷酸酶抑制剂ApplygenP1260
BCA蛋白定量试剂盒ApplygenP1511
PVDF膜MilliporeIPVH00010
牛血清白蛋白VSolarbioA8020
化学发光试剂TianGenPA112-02
抗CCK-8抗体Immunostar20078
抗C3抗体Proteintech21337-1-AP
抗GFAP抗体BosterBM0055
抗PSD95抗体Cell Signaling Technology36233
抗vGlut1抗体Abcamab227805
抗C1q抗体Abcamab182451
抗β-actin抗体Proteintech81115-1-RR
RNA提取试剂盒TianGenDP419
RNA文库制备试剂盒TianGenNR102
HiSeq测序平台Illumina--
TRIzol试剂TianGenDP424
FastKing第一链cDNA合成试剂盒TianGenKR116
SYBR Green qPCR预混液TianGenFP209
CCK ELISA试剂盒RayBiotechEIAM-CCK-1
TNF-α ELISA试剂盒BosterEK0527
IL-1β ELISA试剂盒BosterEK0394
IL-6 ELISA试剂盒BosterEK0411
IL-10 ELISA试剂盒BosterEK0417
MCP-1 ELISA试剂盒BosterEK0568
抗c-Fos抗体Cell Signaling Technology#2250
抗GFAP(鸡源)抗体Abcamab4674
抗Iba1抗体Wako019-19741
抗Iba1(鸡源)抗体HUABIOHA601376
DAPI----
印防己毒素----
Axonpatch 700B放大器Molecular Devices--
Digidata 1500B数模转换器Molecular Devices--
pClamp 10软件Molecular Devices--
振动切片机LeicaVT1200S
共聚焦荧光显微镜ZEISS--
套管RWD Life Science--
AAV2/9-Ef1α-DIO-hM3Dq-mCherry-WPREsBrianVTAPT-0042
冷冻切片机LeicaCM3050S
2100生物分析仪Agilent--
NanoDrop 2000Thermo Fisher Scientific--
Imaris软件Oxford Instruments--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SAE模型建立
LPS剂量(5 mg/kg)、注射途径(腹腔)、小鼠品系和性别(3月龄雄性C57BL/6)
阅读提示:Methods: SAE mouse model
行为学测试
MWM和FCT的时间点(FCT第3天、MWM第4-7天)、测试参数(平台位置、电击强度等)
阅读提示:Methods: MWM, Fear conditioning test; 图1和图2图注
CCK8注射
注射剂量(2/10/50 ng)、注射部位(海马CA1区)、注射时间(与LPS的相对时间)
阅读提示:Methods: Cannula implantation; 图2图注
化学遗传激活
AAV病毒血清型和注射体积(100 nL)、CNO剂量(5 mg/kg)和注射时间
阅读提示:Methods: Cannula implantation and viral injection; 图5图注
BV2细胞实验
LPS浓度(1 µg/mL)和处理时间(6 h)、CCK8浓度(1 µM和2 µM)、拮抗剂浓度(L365,260和SR27897均为10 µM)
阅读提示:Methods: BV2 cell culture and treatment; 图6图注