《Brain Research Bulletin》：Suppression of the PI3K/AKT/mTOR Signaling Pathway by PDYN Alleviates Sepsis-Associated Encephalopathy in Mice
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本研究针对脓毒症相关脑病（SAE）中神经炎症机制不清的问题，探讨了前强啡肽（PDYN）通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路调控小胶质细胞焦亡的作用。结果表明，PDYN过表达可改善小鼠认知障碍并抑制海马区焦亡关键蛋白（NLRP3、GSDMD等）表达，其保护效应可被PI3K激动剂740Y-P逆转。该研究首次揭示PDYN-PI3K/AKT/mTOR-焦亡轴在SAE中的关键地位，为开发神经保护辅助疗法提供了新靶点。
脓毒症（Sepsis）作为一种危及生命的感染并发症，常导致多器官功能障碍，其中脓毒症相关脑病（Sepsis-Associated Encephalopathy, SAE）是患者长期认知损伤和死亡率升高的重要诱因。尽管SAE的病理机制复杂，近年研究发现小胶质细胞介导的神经炎症是核心环节，而程序性细胞死亡方式——焦亡（pyroptosis）在其中的作用逐渐受到关注。然而，内源性神经保护因子如何调控焦亡进程，仍是未被阐明的关键科学问题。
在此背景下，中南大学湘雅三医院儿科团队在《Brain Research Bulletin》发表研究，聚焦于内源性阿片肽前体——前强啡肽（Prodynorphin, PDYN）。既往研究表明PDYN在癫痫模型中具有神经保护作用，但其在SAE中的功能及机制尚未明确。本研究通过动物和细胞实验，首次揭示PDYN通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路，减轻小胶质细胞焦亡，进而改善SAE小鼠的认知损伤。
研究采用盲肠结扎穿刺（Cecum Ligation and Puncture, CLP）构建SAE小鼠模型，并通过立体定位注射PDYN过表达慢病毒进行干预。体外实验则利用脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）诱导原代小胶质细胞炎症模型。关键技术方法包括：行为学测试（莫里斯水迷宫、新物体识别、旷场实验）评估认知功能；组织化学染色（HE、尼氏、TUNEL）观察脑组织病理变化；Western blot、免疫荧光、ELISA检测信号通路及焦亡相关蛋白表达；流式细胞术分选小胶质细胞并分析凋亡率。
3.1. PDYN改善脓毒症小鼠脑功能障碍
CLP模型小鼠表现出空间记忆受损（水迷宫逃避潜伏期延长、平台穿越次数减少）和探索行为异常（旷场中心停留时间缩短）。PDYN过表达显著逆转上述行为缺陷，并减轻海马区神经元损伤和凋亡。同时，SAE小鼠海马中PDYN表达显著下调，提示其与疾病严重程度相关。
3.2. PDYN抑制海马区PI3K/AKT/mTORC1通路激活
CLP诱导后小胶质细胞标志物Iba-1表达升高，炎症因子IL-1β、IL-18 mRNA水平上升，而PDYN过表达可抑制这些变化。Western blot结果显示PDYN显著降低磷酸化PI3K、AKT、mTOR及Raptor水平，表明其通过阻断PI3K/AKT/mTOR通路缓解神经炎症。
3.3. PDYN抑制海马焦亡关键信号
SAE小鼠海马中焦亡相关蛋白（NLRP3、GSDMD-N、cleaved caspase-1）表达升高，PDYN过表达则显著降低这些蛋白水平及炎症因子释放。免疫组化结果进一步验证PDYN对焦亡的抑制作用。
3.4-3.5. PDYN直接调控小胶质细胞焦亡
LPS刺激下调原代小胶质细胞PDYN表达，而PDYN过表达可抑制LPS诱导的NLRP3炎症小体活化、GSDMD切割和IL-1β/IL-18释放，并改善细胞存活率。
3.6-3.7. PI3K/AKT/mTOR通路介导PDYN保护效应
mTOR抑制剂雷帕霉素（Rapamycin）模拟了PDYN对焦亡的抑制作用，而PI3K激动剂740Y-P则逆转PDYN的保护作用，证实PDYN通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路调控焦亡。
本研究首次阐明PDYN在SAE中通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路，减轻小胶质细胞焦亡，进而改善神经功能损伤。这一发现不仅深化了对SAE发病机制的理解，更为靶向PDYN-PI3K/AKT/mTOR-焦亡轴的治疗策略提供了理论依据。值得注意的是，研究虽聚焦急性模型，但为开发针对脓毒症长期神经后遗症的干预手段开辟了新方向。未来需进一步探索PDYN在不同性别、年龄动物中的效应，以及其与神经元-胶质细胞交互作用的细节，推动基础研究向临床应用的转化。
