圍手術(shù)期神經(jīng)認知障礙（Perioperative Neurocognitive Disorders, PND）是一類常見于60歲以上手術(shù)患者的術(shù)后并發(fā)癥，包括術(shù)后譫妄（POD）、延遲性神經(jīng)認知恢復（dNCR）及術(shù)后神經(jīng)認知障礙（PNCD），其發(fā)生率可高達10%-40%。PND會導致住院時間延長、護理成本增加和遠期功能障礙等，但目前尚無FDA批準的預防或治療方案。

       既往研究提示腸道菌群-腦軸可能通過激活小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞，誘發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應。而補體系統(tǒng)中的C3/C3aR通路近年來被認為與神經(jīng)炎癥密切相關(guān)，但其在老年P(guān)ND中的確切作用尚不明確。此外，血小板因子4（PF4）作為衰老相關(guān)的“逆齡因子”，在調(diào)控神經(jīng)炎癥方面的潛力也尚待闡明。本研究中，研究團隊通過外源干預C3通路，采用由普健生物（AtaGenix）定制合成的選擇性C3抑制劑CR2-crry，系統(tǒng)評估其在術(shù)后神經(jīng)保護中的作用，同時結(jié)合重組PF4補充實驗，進一步揭示補體與“逆齡因子”在PND中的交叉機制。

       首先，研究人員在一項隨機雙盲臨床研究中，對40名≥60歲的接受口腔癌根治術(shù)的患者進行干預，分別給予第一代β-內(nèi)酰胺抗生素cefazolin（短效）或ceftriaxone（長效），術(shù)后隨訪6個月。結(jié)果顯示，ceftriaxone組在術(shù)后30天及180天的PNCD發(fā)生率顯著低于cefazolin組。

Fig. 1 Ceftriaxone顯著降低老年患者術(shù)后PNCD發(fā)生率，改善認知功能。

與認知改善相對應，ceftriaxone顯著抑制術(shù)后血清C3升高，同時維持更高的血小板計數(shù)和PF4水平。進一步Spearman分析顯示，C3水平與認知評分呈負相關(guān)，而PF4水平與認知評分呈正相關(guān)。說明Ceftriaxone可能通過“抑制C3+維持PF4”這兩條機制共同起效，進而降低老年患者術(shù)后神經(jīng)認知障礙的風險，從而為PND的干預提供了潛在靶點。這也為后續(xù)動物實驗中驗證C3/C3aR通路和PF4的因果機制提供了基礎(chǔ)。

Fig. 2 Ceftriaxone抑制C3上調(diào)、維持PF4水平，發(fā)揮認知保護作用

動物模型驗證C3/C3aR通路激活神經(jīng)膠質(zhì)細胞并驅(qū)動炎癥級聯(lián)

在老年小鼠PND模型中，研究者捕捉到術(shù)后神經(jīng)炎癥發(fā)生的時間與細胞級協(xié)同反應：術(shù)后第1天，星形膠質(zhì)細胞首先激活，并顯著上調(diào)補體C3的表達；緊接著第3天，小膠質(zhì)細胞活化增強，其特征性受體C3aR表達達峰。免疫共染顯示，C3主要定位于GFAP+星形膠質(zhì)細胞中，C3aR則集中于Iba1+小膠質(zhì)細胞中，說明兩者通過C3/C3aR通路形成“膠質(zhì)細胞級聯(lián)激活”，共同驅(qū)動炎癥反應。

Fig. 3 術(shù)后早期C3/C3aR通路介導的星形膠質(zhì)細胞與小膠質(zhì)細胞協(xié)同激活

同時，炎癥相關(guān)標志物CD86和iNOS表達也在術(shù)后同步上調(diào)，進一步驗證了術(shù)后早期膠質(zhì)細胞激活 + C3/C3aR通路激活 = PND相關(guān)神經(jīng)炎癥的核心機制。

CR2-crry干預阻斷C3可緩解炎癥及認知功能下降

在明確C3/C3aR通路在PND炎癥中的關(guān)鍵作用后，研究人員進一步驗證了靶向干預這一通路是否能逆轉(zhuǎn)病理進程。他們使用了選擇性C3抑制劑CR2-crry，術(shù)前注射后，僅一天時間就觀察到：術(shù)后小鼠海馬區(qū)的炎癥核心標志——活化小膠質(zhì)細胞（Iba1+）、星形膠質(zhì)細胞（GFAP+）以及補體C3表達——顯著下降。與之對應，促炎因子IL-6和TNF-α水平降低，炎癥效應蛋白CD86和iNOS也同步受到抑制，說明 CR2-crry能有效中斷術(shù)后炎癥通路的啟動。

并且這種炎癥抑制能帶來功能上的“實質(zhì)性獲益”，在認知行為測試中，CR2-crry 顯著提升了小鼠對新物體的識別能力（NOR測試）和情境記憶力（FCT測試），表現(xiàn)出明確的認知保護效果。進一步的神經(jīng)形態(tài)學分析也證實了這一點——Golgi-Cox 染色顯示，CR2-crry 治療顯著改善了術(shù)后小鼠的神經(jīng)元樹突分支復雜度及突觸棘密度，證明其對神經(jīng)結(jié)構(gòu)具有保護作用。

Fig. 4 CR2-crry顯著改善術(shù)后神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，增強樹突分支和突觸密度

探索逆轉(zhuǎn)認知下降與神經(jīng)炎癥的PF4

在揭示C3通路對炎癥的主導作用之后，研究者進一步聚焦其下游關(guān)鍵分子——血小板因子4（PF4）。他們發(fā)現(xiàn)，術(shù)后老年小鼠出現(xiàn)顯著的血小板減少和PF4水平下降，而在C3基因敲除小鼠（C3?/?）中，這種下降被明顯緩解（圖5A–C），提示PF4受C3通路調(diào)控，是C3介導神經(jīng)損傷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

Fig. 5 術(shù)后老年小鼠PF4水平下降，C3敲除小鼠顯著緩解

為了驗證PF4是否具有“反擊”炎癥的能力，研究團隊給老年小鼠補充重組PF4（rPF4）。結(jié)果令人振奮：PF4處理組在各項認知行為測試（包括OFT、NOR和FCT）中表現(xiàn)顯著改善，認知功能全面恢復。不僅如此，神經(jīng)元的樹突結(jié)構(gòu)和突觸棘密度也得到了顯著修復，腦內(nèi)炎癥因子 IL-6 和 TNF-α 降低（圖5L），膠質(zhì)細胞激活被抑制。

Fig. 6 PF4可改善并修復認知功能

綜上，研究首次系統(tǒng)闡明補體C3/C3aR通路不僅促進神經(jīng)炎癥和膠質(zhì)細胞活化，還通過影響血小板功能和PF4分泌，加劇認知功能受損。而PF4作為一種可穿越血腦屏障的因子，其在術(shù)后補充可有效阻斷上述病理級聯(lián)。

在本研究中，CR2-crry由普健生物（AtaGenix）定制合成，CR2-crry作為一種選擇性C3抑制劑，在術(shù)前靜脈注射后顯著抑制了補體激活、膠質(zhì)細胞活化、促炎因子表達，最終保護了神經(jīng)形態(tài)和認知功能。這表明CR2-crry在圍術(shù)期神經(jīng)保護方面具備臨床轉(zhuǎn)化潛力，也為未來圍術(shù)期干預PND提供了精準的分子靶點。

普健生物的技術(shù)助力科研人員突破諸多研究瓶頸，取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)。截至目前，已有400余篇文獻引用了普健生物的一站式蛋白抗體開發(fā)技術(shù)服務。展望未來，普健生物將繼續(xù)全力支持科研工作，推動技術(shù)創(chuàng)新與突破。為感謝大家的持續(xù)支持，普健生物將一如既往地提供高質(zhì)量的服務，我們的文獻獎勵活動也將長期有效。凡是在發(fā)表的論文中引用普健生物的技術(shù)服務并標注：[中文：普健生物(武漢)科技有限公司;英文：AtaGenix Laboratories Co., Ltd.(Wuhan), Wuhan, PR China]，均可獲得專屬獎勵。期待您的參與，共同推進科研事業(yè)的發(fā)展。

發(fā)表刊物

SCl期刊雜志

• IF≥15.0：最高3000元普健全系產(chǎn)品抵扣券或最高1500元京東購物卡
• 10≤IF<15：最高3000元普健全系產(chǎn)品抵扣券或最高1000元京東購物卡
• 5.0≤IF<10：最高800元普健全系產(chǎn)品抵扣券或最高600元京東購物卡
• 3.0≤IF<5.0：最高600元普健全系產(chǎn)品抵扣券或最高200元京東購物卡

更多技術(shù)服務與合作咨詢

歡迎聯(lián)系：info@atagenix.com 或撥打電話 027-87001869 獲取專屬服務方案。

提交留言