《Scientific Reports》：Activation of M1mAChR’s improves spatial learning and memory deficits in rats exposed to chronic intermittent hypoxia
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本研究针对阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)伴发的慢性间歇性缺氧(CIH)所致认知功能障碍的分子机制尚不明确的问题，探讨了毒蕈碱型乙酰胆碱受体M1亚型(M1mAChR)与JAK2/STAT3信号通路的交互作用。研究发现CIH可导致大鼠海马神经元减少、空间学习记忆受损，并下调M1mAChR及STAT3表达；选择性M1mAChR激动剂VU0364572可部分逆转这些损害，但此效应依赖完整的JAK2/STAT3信号。该结果为CIH相关认知障碍提供了新的治疗靶点。
想象一下，在夜深人静时，你的呼吸反复地暂停又恢复，身体间歇性地陷入缺氧状态。这并非虚构的情节，而是数百万阻塞性睡眠呼吸暂停(Obstructive Sleep Apnea， OSA)患者每晚的真实经历。这种疾病的核心特征之一就是慢性间歇性缺氧(Chronic Intermittent Hypoxia， CIH)。长期以往，CIH不仅仅是导致白天嗜睡那么简单，它更被证实是驱动神经退行性变、损害认知功能，特别是学习与记忆能力的“隐形杀手”。其背后的罪魁祸首被认为是氧化应激、炎症风暴以及突触脆弱性增加。然而，科学家们对CIH如何精确地“攻击”大脑中负责记忆形成的关键区域——海马，其内在的分子电路究竟如何被扰乱，仍然知之甚少。这正是本项研究试图揭开的谜团。论文最终发表在《Scientific Reports》期刊上。
为了探究CIH对认知功能的影响及其机制，研究人员采用了经典的Sprague-Dawley大鼠模型，将其置于常压低氧舱中，经历为期28天的反复缺氧-复氧循环，以模拟OSA患者的CIH状态。研究团队主要运用了几项关键技术：首先，通过水迷宫等行为学测试，客观评估大鼠的空间学习与记忆能力是否受损。其次，利用苏木精-伊红(Hematoxylin-Eosin， HE)染色技术，在显微镜下直接观察海马组织的病理形态变化，评估神经元密度。再者，借助蛋白质免疫印迹(Western Blot)技术，定量检测海马组织中总STAT3(t-STAT3)、磷酸化STAT3(p-STAT3)以及M1mAChR的蛋白表达水平。最后，通过免疫组织化学(Immunohistochemistry)技术，精确定位t-STAT3、p-STAT3和M1mAChR在海马不同区域和细胞类型中的分布情况。此外，研究还使用了选择性JAK2抑制剂AG490和选择性M1mAChR激动剂VU0364572进行药理学干预，以验证特定信号通路的作用。
研究结果
CIH诱导海马依赖性空间学习记忆缺陷并伴随海马STAT3和M1mAChR下调
行为学测试表明，暴露于CIH的大鼠表现出显著的海马依赖性空间学习和记忆能力下降。组织学分析显示，CIH导致海马神经元密度降低。在分子层面，免疫印迹结果证实，CIH暴露组大鼠海马中M1mAChR和STAT3的蛋白表达水平均显著降低。
JAK2/STAT3信号通路在CIH相关认知功能障碍中的作用
为了探究STAT3下游的经典激活通路JAK2/STAT3是否参与其中，研究人员使用了选择性JAK2抑制剂AG490。然而，实验发现，AG490处理并未能改善CIH暴露大鼠的行为学表现。这一结果表明，尽管STAT3表达下调，但单纯抑制其上游激酶JAK2并不能挽回CIH造成的认知损害，提示可能存在更复杂的调控机制。
M1mAChR激活部分逆转CIH诱导的缺陷并依赖于JAK2/STAT3信号
与AG490的效果相反，给予选择性M1mAChR激动剂VU0364572处理后，CIH暴露大鼠的空间学习和记忆缺陷得到了部分挽救。这直接证明了激活M1mAChR对CIH相关的神经功能损害具有保护作用。然而，关键点在于：当同时使用AG490抑制JAK2/STAT3通路时，VU0364572带来的改善效果被完全取消。这说明M1mAChR激动剂发挥其神经保护作用，必须依赖于完整的JAK2/STAT3信号传导。
结论与意义
本研究系统阐明了CIH导致认知障碍的一条新机制。研究发现，CIH不仅损伤海马神经元、削弱空间学习记忆能力，还会同时下调海马内M1mAChR和STAT3的表达。特别重要的是，研究揭示了M1mAChR与JAK2/STAT3信号通路之间存在功能性的交互对话：选择性激活M1mAChR可以部分改善CIH引起的缺陷，但这一有益效果必须通过JAK2/STAT3信号通路来实现。这打破了以往对这两个分子路径相对独立的认知，将它们整合到一个共同的神经保护网络中。这一发现具有重要的转化医学意义。首先，它明确了M1mAChR是CIH相关认知功能障碍的一个潜在治疗靶点，为开发针对OSA患者认知并发症的药物（如M1mAChR激动剂）提供了直接的理论依据。其次，它揭示了治疗效果对下游信号通路的依赖性，提示未来临床联合用药或通路调控可能需要考虑JAK2/STAT3的活性状态。总之，这项研究深化了我们对CIH致病分子机制的理解，并为干预OSA相关的神经认知衰退开辟了新的、基于特定受体和通路交叉对话的策略方向。
