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HIE小鼠模型经BHB治疗可改善运动功能并抑制神经炎症，机制涉及减少脑萎缩、神经元凋亡及小胶质细胞激活，效果持续8周。
黄志熙|林冰春|李翠慧|黄晓燕|朱琳|徐云龙|杨传忠
中国广东省深圳市南方医科大学深圳临床医学院
摘要
缺氧-缺血性脑病（HIE）是导致新生儿死亡和长期神经系统缺陷的主要原因，目前的标准治疗方法（如治疗性低温）效果有限。β-羟基丁酸（BHB）是一种在肝脏中大量产生的酮体，具有能量供应、抗炎、抗氧化和抗凋亡作用。本研究旨在探讨外源性BHB对HIE小鼠运动障碍和脑损伤的影响。10日龄的小鼠幼崽接受左侧颈总动脉结扎后诱导缺氧，以诱发HIE。对照组则进行假手术。连续39天每天腹腔注射300 mg/kg的BHB。通过圆柱棒测试和旋转棒测试评估长期功能结果，利用Nissl染色和TUNEL染色检测脑萎缩和细胞凋亡情况。免疫荧光技术用于评估神经元完整性、小胶质细胞激活和突触密度。通过ELISA检测血清中的BHB水平和脑部的炎症标志物。连续使用BHB显著改善了HIE小鼠的运动功能并减少了脑萎缩。这些改善与运动皮质和纹状体中神经元及突触数量的增加以及细胞凋亡减少有关。此外，BHB还降低了小胶质细胞激活和神经炎症。值得注意的是，在停止BHB治疗后的八周内，运动功能仍有所改善，表明其具有独立于持续干预的长期疗效。连续使用BHB可改善HIE小鼠的运动功能，维持神经元结构，并减少小胶质细胞激活和神经炎症，显示出在减轻脑损伤方面的持久效果。这些发现凸显了BHB作为HIE治疗干预措施的潜力。
部分内容摘要
1. 引言
新生儿缺氧-缺血性脑病（HIE）是一种严重的神经系统疾病，由围产期大脑缺氧和血液供应不足引起。全球每年约有120万新生儿受到影响，其中近50%的中度至重度病例会导致严重的发育和认知缺陷[1]。目前的治疗方法包括液体疗法、抗癫痫药物、干细胞疗法和低温疗法，其中低温疗法是唯一被证实有效的手段
2.1 HIE小鼠模型
在出生后第10天，来自同一母体的雄性小鼠被随机分配到三个组：对照组（Sham）、HIE组（HIE+生理盐水）和HIE+BHB组。每窝小鼠内部进行随机分配以控制窝效应。HIE小鼠模型按照Rice-Vannucci方案建立[16]。具体操作为：出生后第10天（P10），使用3%异氟烷麻醉小鼠，并用2.5%异氟烷维持麻醉状态。在无菌条件下进行后续操作
3.1 BHB可减少HIE小鼠的脑萎缩
为了评估BHB治疗对新生儿HIE引起的脑损伤的影响，我们采用Nissl染色进行了组织学分析。结果显示，接受生理盐水治疗的HIE小鼠受损半球的组织损失显著（运动皮质：25.21±5.60%；纹状体：29.32±5.51%），而对照组（Sham）的损伤较轻（运动皮质：2.67±0.52%；纹状体：5.46±0.41%）（图1A-B）。值得注意的是，BHB治疗
4. 讨论
HIE是婴儿发病率和死亡率的主要原因[22]，现有的治疗方法在预防长期神经系统缺陷方面效果有限[23]。最近，诸如生酮饮食（KD）和外源性BHB等代谢干预措施作为解决这一未满足临床需求的策略受到了关注。越来越多的证据表明这些方法能够减轻成年动物的炎症反应，因此也引发了将其应用于新生儿治疗的兴趣
5. 结论
本研究表明，外源性BHB可减少成年HIE小鼠的脑损伤并改善其长期运动功能。机制上，BHB通过抑制小胶质细胞激活、降低促炎细胞因子表达并增强抗炎反应来减轻脑损伤。长期功能和组织学结果的改善表明BHB促进了脑修复和神经可塑性。这些发现突显了BHB的治疗潜力
伦理批准
所有涉及动物的实验均遵循相关机构和国家的实验室动物护理和使用指南进行。研究方案已获得中国科学院深圳先进技术研究院（SIAT）动物护理和使用委员会（IACUC）的批准（批准编号：SIAT-IACUC-250226-XYL-A2919）。
资助
本研究得到了中国国家自然科学基金（82371707，资助人CY）、深圳市医学项目（SZSM202211001）、深圳市母婴健康与疾病重点实验室（ZDSYS20230626091559006）、深圳市科技计划（JCYJ20240813115000002、JCYJ20250604150000001）、深圳市广东省高水平临床重点专项基金（编号SZGSP009）以及广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515110345）的支持
作者贡献声明
林冰春：撰写初稿、正式分析。黄志熙：撰写、审稿与编辑、撰写初稿、正式分析、数据管理。朱琳：方法学设计、正式分析、数据管理。黄晓燕：方法学设计、实验设计、正式分析。李翠慧：数据验证、软件处理。杨传忠：撰写、审稿与编辑、数据验证、项目管理、方法学设计、实验设计、资金争取、正式分析、数据管理。徐云龙：撰写、审稿
