编辑推荐：
本研究聚焦脓毒症相关性脑病（SAE）这一临床难题，探讨了中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（MANF）在其中的潜在作用。研究人员发现，通过给予重组人MANF蛋白（rhMANF），可有效减轻小鼠模型中的SAE相关谵妄样行为改变，抑制神经炎症与微胶质细胞焦亡。该研究揭示了MANF通过抑制活性氧（ROS）-GSDMD-N依赖性微胶质细胞焦亡通路发挥神经保护作用，为SAE的防治提供了新的潜在靶点与治疗策略，具有重要的理论与临床意义。
脓毒症，一种由感染引发的全身性炎症反应综合征，一直是重症监护室（ICU）里的“头号杀手”。它不仅直接攻击身体各器官，还常常引发一个凶险的并发症——脓毒症相关性脑病（Sepsis-associated encephalopathy, SAE）。这是一种弥漫性脑功能障碍，患者可能出现谵妄、认知障碍，甚至昏迷，其发生率在脓毒症患者中高达75%，是导致ICU患者死亡的主要原因。然而，时至今日，SAE的具体发病机制仍未完全阐明，这严重限制了有效治疗手段的开发。科学家们发现，过度的氧化应激、失控的神经炎症，以及大脑中“清道夫”和“守卫”——微胶质细胞的异常活化与焦亡，是推动SAE发生发展的关键“幕后黑手”。其中，一种名为细胞焦亡（pyroptosis）的炎症性程序性细胞死亡方式，通过释放大量促炎因子，被证实与多种神经炎症性疾病密切相关。
在此背景下，安徽医科大学第一附属医院麻醉科高洁教授团队将目光投向了一种具有多重保护潜力的蛋白质——中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（Mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor, MANF）。已知MANF在内质网应激反应中扮演重要角色，并在帕金森病、阿尔茨海默病等中枢神经系统疾病以及脓毒症心肌病中显示出抗炎和器官保护作用。但MANF这把“保护伞”是否能覆盖到SAE这片“雷区”？它在SAE中的具体角色和运作机制，仍然是一个未知数。为了解开这个谜团，研究团队在《Brain Research Bulletin》上发表了一项系统性研究。
为了探究MANF在SAE中的作用，研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，他们通过流式细胞术和酶联免疫吸附测定（ELISA）比较了健康人与脓毒症患者血清及循环单核细胞中MANF的水平。其次，他们建立了经典的脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）腹腔注射诱导的SAE小鼠模型，并利用了单核-巨噬细胞特异性MANF基因敲除（MKO）小鼠以及重组人MANF蛋白（rhMANF）进行治疗干预。此外，研究还通过蛋白质印迹法（Western blot）检测了前额叶皮层中与内质网应激、焦亡通路相关的蛋白（如BIP、CHOP、Caspase-11、GSDMD-N等）表达，通过免疫荧光和免疫组织化学观察了微胶质细胞（标记物Iba-1）的活化与M1极化（标记物iNOS）以及炎症因子（IL-1β, TNF-α）的分布。同时，利用旷场实验、埋珠实验和Y迷宫等行为学测试评估了小鼠的焦虑、探索和认知功能。体外实验则使用小胶质细胞系BV-2细胞，验证了MANF对LPS诱导的炎症与焦亡的直接作用。
研究结果层层递进，揭示了MANF在SAE中的关键角色及其作用机制：
4.1. MANF在脓毒症个体的循环和前额叶皮层中表达显著增加
研究人员首先在临床样本中发现，脓毒症患者和脓毒症小鼠的血清以及循环单核细胞中，MANF的蛋白和mRNA水平均显著高于健康对照组。更重要的是，在LPS诱导的SAE小鼠模型中，前额叶皮层以及其中的微胶质细胞（CD68+细胞）内，MANF的表达也显著上调，同时伴随内质网应激相关蛋白BIP和CHOP的增加。这首次证实，MANF在SAE的病理过程中被系统性和中枢性地激活。
4.2. 单核-巨噬细胞MANF敲除（MKO）加剧SAE相关的神经炎症
为了探究内源性MANF的功能，研究使用了MKO小鼠。结果显示，与野生型（WT）小鼠相比，MKO小鼠在经历LPS诱导的SAE后，其前额叶皮层中激活的微胶质细胞（Iba-1+）数量、促炎细胞因子IL-1β和TNF-α的水平，以及血清中IL-1β、IL-6、TNF-α的浓度，均出现了更大幅度的升高。这表明，单核-巨噬细胞来源的内源性MANF对于遏制脓毒症引发的全身和脑内过度炎症反应至关重要，其缺失会加剧SAE的病理过程。
4.3. rhMANF治疗缓解SAE相关的行为学改变和炎症反应
那么，补充外源性MANF能否治疗SAE呢？研究给出了肯定的答案。给予SAE小鼠rhMANF治疗后，小鼠在埋珠实验中的觅食潜伏期、在旷场实验中的进入中心区潜伏期显著缩短，在Y迷宫实验中进入新异臂的次数也得到恢复，表明rhMANF有效改善了SAE引起的焦虑样行为和认知探索能力下降。同时，rhMANF治疗显著降低了SAE小鼠前额叶皮层和血清中IL-1β、TNF-α、IL-6等促炎因子的水平，验证了其强大的抗炎效果。
4.4. rhMANF治疗抑制微胶质细胞的活化和M1极化
微胶质细胞是脑内炎症的核心效应细胞。研究发现，rhMANF治疗能够显著抑制SAE小鼠前额叶皮层中微胶质细胞活化标记物Iba-1和M1极化标记物诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。这说明MANF的保护作用部分是通过遏制微胶质细胞的异常活化和促炎表型转化来实现的。
4.5. rhMANF抑制ROS-Caspase-11-GSDMD依赖性焦亡通路
研究进一步深入机制，发现SAE小鼠前额叶皮层中活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）水平显著升高，而下游的焦亡关键执行蛋白Caspase-11（及其活化形式cleaved-Caspase-11）、GSDMD全长及N端片段（GSDMD-N）的表达也同步增加。rhMANF治疗则能有效逆转这些变化，同时降低促炎因子IL-1β的水平。体外BV-2细胞实验也重复验证了这一发现：LPS刺激激活了Caspase-11/GSDMD焦亡通路并促进炎症因子释放，而rhMANF的加入能够有效抑制这一过程。
4.6. rhMANF在体外抑制BV-2细胞的焦亡和炎症
体外实验直接证实，在BV-2小胶质细胞中，rhMANF预处理能剂量依赖性地抑制LPS诱导的Caspase-11活化、GSDMD-N生成，以及细胞内外IL-1β、TNF-α、IL-6等炎症因子的产生。这为MANF直接作用于小胶质细胞、抑制其焦亡和炎症反应提供了直接证据。
归纳研究结论与讨论部分，本研究首次系统阐明了MANF在SAE中的神经保护作用及其分子机制。研究结论指出：在脓毒症状态下，机体（尤其是单核-巨噬细胞系统）会代偿性地上调MANF的表达；而内源性MANF的缺失（如MKO）会加剧脓毒症引发的全身和中枢神经炎症，加重SAE；反之，补充外源性rhMANF则能通过抑制氧化应激（ROS生成），进而阻断下游的Caspase-11/GSDMD-N依赖性细胞焦亡通路，最终遏制微胶质细胞的异常活化、M1极化和局部神经炎症的级联放大，从而有效减轻SAE相关的行为学障碍和脑损伤。
这项研究的重要意义在于：其一，它首次将MANF与SAE联系起来，拓展了我们对这一神经营养/应激反应蛋白功能的认识。其二，它清晰地描绘了一条由MANF主导的、通过抑制“氧化应激-细胞焦亡”轴来发挥神经保护作用的新通路，为理解SAE的复杂发病机制提供了新的视角。其三，研究结果具有明确的转化医学价值。无论是检测循环MANF水平作为SAE的潜在生物标志物，还是将rhMANF开发为一种通过抑制焦亡来治疗SAE的新型生物制剂，都展现了广阔的临床应用前景。尽管研究存在一些局限性，如仅使用了雌性小鼠模型、未深入探讨神经元内MANF变化的具体机制等，但它无疑为攻克脓毒症相关性脑病这一临床顽疾，点亮了一盏充满希望的新灯。
