《Physiology & Behavior》：Estrogen protects against ethanol-induced astrocytic response in dorsal hippocampus but not ethanol-induced liver inflammation in ovariectomized mice
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迭戈·科雷亚（Diego Correia）|达宽·R·梅班（DaQuan R. Mebane）|S·亚历克斯·马歇尔（S. Alex Marshall）北卡罗来纳中央大学生物与生物医学科学系，美国达勒姆市摘要研究表明，性别在酒精反应中起着重要作用，女性通常被认为因饮酒而遭受更严重
迭戈·科雷亚（Diego Correia）|达宽·R·梅班（DaQuan R. Mebane）|S·亚历克斯·马歇尔（S. Alex Marshall）
北卡罗来纳中央大学生物与生物医学科学系，美国达勒姆市
摘要
研究表明，性别在酒精反应中起着重要作用，女性通常被认为因饮酒而遭受更严重的后果。目前女性饮酒率的上升，包括50岁以上的女性，突显了研究性激素在酒精滥用影响中的重要性。已知酒精会引发中枢和周围炎症，但酒精与雌二醇之间的相互作用尚不明确。为了探讨这一关系，研究人员对卵巢切除的小鼠进行了实验：这些小鼠通过口服给予乙醇（1.5克/千克），同时皮下注射雌二醇苯甲酸酯（10微克/千克）或安慰剂，在整个乙醇处理期间进行观察。为了评估神经免疫反应，使用胶质纤维酸性蛋白（GFAP）作为海马体中反应性星形胶质细胞的标志物。对于周围炎症，测量了肝脏中的促炎趋化因子单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）的水平。实验结果显示，雌二醇可以防止GFAP阳性星形胶质细胞数量的增加，但无法改变其免疫反应性，这表明雌激素可能部分保护神经元免受酒精引起的炎症。另一方面，雌二醇对MCP-1水平没有影响，说明其保护作用不延伸到酒精引起的肝脏炎症。这些结果表明，雌激素对酒精引起的炎症反应有不同的影响，需要进一步研究以阐明酒精与性激素之间的相互作用。
引言
酗酒是一种饮酒模式，会导致血液中的乙醇浓度达到80毫克/分升或更高。通常情况下，女性在饮用4杯美国标准饮品（含56克乙醇）后会出现这种情况，而男性在饮用5杯美国标准饮品（含70克乙醇）后会出现这种情况，整个过程大约需要2小时。由于社会认可度较高，酗酒现象十分普遍。2024年，在美国1.343亿12岁及以上的酒精使用者中，有5790万人（20.1%）在过去一个月内有过酗酒行为[1]。历史上，男性饮酒率高于女性，但最近的数据表明女性饮酒量也在增加[2]。女性饮酒量的增加尤其值得关注，因为研究表明，过量饮酒的女性在醉酒状态下认知能力更差[3]，并且长期饮酒后肝脏和大脑受损更严重[4,5]。鉴于酒精的影响具有性别差异，且女性饮酒量正在增加，因此有必要研究雌激素如何影响肝脏和大脑的损伤，尤其是考虑到雌激素水平会随月经周期和更年期自然变化。本研究使用卵巢切除的小鼠来具体探讨雌激素在酒精有害作用中的作用。
酒精造成损伤的一个机制是加剧神经免疫反应。乙醇会导致神经炎症，表现为促炎细胞因子的增加、血脑屏障破坏、小胶质细胞激活以及反应性星形胶质细胞的产生[6,7]。本研究重点关注星形胶质细胞，因为之前的研究已经发现女性和男性对酒精的反应存在差异[8,9]。星形胶质细胞是一种具有多种功能的胶质细胞，包括神经递质回收、血脑屏障的形成与维持、突触生成以及免疫信号传导[10]。反应性星形胶质细胞的共同特征是胶质纤维酸性蛋白（GFAP）在mRNA和蛋白质水平上的上调[11]。临床前模型表明，单次乙醇暴露即可改变星形胶质细胞的形态[12]。模拟酗酒的“黑暗中饮酒”（Drinking in the Dark, DID）实验也显示了星形胶质细胞对乙醇的反应[9,13]。值得注意的是，这种星形胶质细胞反应在女性中更为显著，这提示需要考虑雌激素是否会影响神经免疫反应[9]。星形胶质细胞还具有针对特定性激素（如睾酮和雌激素）的受体[14]，并且雌激素已被证明可以通过增强抗炎反应来保护神经系统[15]。
这些实验选择海马体作为研究对象，因为海马体对乙醇敏感，而且已知海马体的功能会因急性、慢性或产前暴露于乙醇而发生改变[16]。海马体可以根据细胞结构和功能连接性进行划分，不同亚区域在细胞类型、化学性质和连接性方面存在差异。主要的海马体亚区域包括阿蒙角（CA1-4）、齿状回（DG）、下托和内嗅皮层。传统上，海马体被描述为一个三突触回路，其中齿状回的颗粒细胞、CA3锥体神经元和CA1锥体神经元依次连接[17]。区分这些海马体亚区域很重要，因为星形胶质细胞的分子和形态特征会因脑区而异[18]。
酒精的负面影响还源于摄入过程中对胃肠道和肝脏的损害。乙醇在肠道被吸收后，主要在肝脏中氧化为乙醛和乙酸。这一代谢过程会产生活性氧物种，并改变肝脏的稳态环境。其他因素，如脂质积累、肠道对脂多糖的通透性变化以及肠道菌群组成，也会促进酒精性肝病（ALD）的发展[19]。先前的研究表明，与雄性大鼠相比，雌性大鼠的ALD更为严重[20]。此外，女性在较低剂量和较短时间内饮酒也会发生ALD[21]。长期饮酒还会改变两性的血液和肝脏中的激素水平[4]，但性激素、性别与ALD之间的相互作用尚不明确。在肝脏中，实质细胞和非实质细胞（包括库普弗细胞）上都存在雌激素受体（ER-α和ER-β）。雌激素参与调节库普弗细胞的功能，这些细胞可以产生促炎因子，在ALD的发病机制中起核心作用[22]。雌激素可能增强库普弗细胞对脂多糖的反应[23]，提示雌激素在肝脏炎症中具有潜在的促炎作用。单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）是肝脏炎症的重要早期介质，它能够招募单核细胞和巨噬细胞，调节粘附分子以及促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6[24]。使用含酒精的Leiber-DeCarli饮食喂养小鼠的研究显示，酒精喂养小鼠的库普弗细胞和肝细胞中的MCP-1水平升高，而MCP-1的缺乏可以保护小鼠免受酒精性肝损伤[25]。这些研究利用MCP-1作为肝脏炎症的指标，以确定雌激素如何影响酒精引起的肝脏炎症。
总体而言，本研究验证了雌激素影响酒精诱导的免疫反应的假设。具体来说，我们预测雌激素会增强早期肝脏炎症，同时降低星形胶质细胞对乙醇的反应。为了验证这一假设，我们将卵巢切除的小鼠（是否补充雌激素）暴露于中等剂量的乙醇中，并以类似酗酒的方式观察MCP-1（作为肝脏炎症标志物）和GFAP（作为海马体中星形胶质细胞反应性的标志物）的变化。
章节摘录
动物
实验中使用了50只卵巢切除的C57BL/6J雌性小鼠（到达时7周龄；杰克逊实验室；缅因州巴港），每笼4-5只，置于12/12小时明暗循环的环境中，温度维持在22°C，提供无植物雌激素的饲料（Teklad Global Soy Protein-Free Extruded Rodent Diet? 2920X；Envigo；威斯康星州麦迪逊）和饮用水[26]。所有动物在实验前有一周的时间适应环境。本研究使用的所有程序均
海马体中的GFAP
从细胞计数来看，所有亚区域都受到乙醇的影响，但没有雌激素的影响；各亚区域之间存在交互作用：CA1 [乙醇 F(1, 29) = 24.09, p<0.0001；雌激素 F(1, 29) = 2.69, p = 0.111；交互作用 F(1, 29) = 8.84, p = 0.006；CA2/3 [乙醇 F(1, 28) = 12.44, p = 0.001；雌激素 F(1, 28) = 2.26, p = 0.144；交互作用 F(1, 28) = 4.53, p = 0.042；DG [乙醇 F(1, 30) = 15.19, p = 0.001；雌激素 F(1, 30) = 1.26, p = 0.269；交互作用 F(1, 30)
讨论
我们的结果显示，在类似酗酒的非依赖性暴露模型中，乙醇会增加OVX雌性小鼠中GFAP阳性星形胶质细胞的数量和免疫反应性，这与之前在雄性和非OVX雌性中的观察结果一致[9,13]。此外，数据表明雌激素可以减少乙醇对星形胶质细胞数量的影响，但不会影响其免疫反应性。接受蔗糖处理的动物在雌激素处理后没有差异。
CRediT作者贡献声明
DC负责数据采集、数据整理和撰写
DRM负责数据采集、正式分析和撰写
SAM负责概念构思、监督、资金争取和撰写。
资金信息
本研究得到了NIMH（R25MH129791）、NIAAA（U54AA030451、U54AA030463、U01AA019925）、NIMHD（U54MD012392）和NIGMS（SC1GM139696）的支持
CRediT作者贡献声明
迭戈·科雷亚（Diego Correia）：撰写初稿、监督、正式分析、数据整理。达宽·R·梅班（DaQuan R. Mebane）：正式分析、数据整理。S·亚历克斯·马歇尔（S. Alex Marshall）：撰写初稿、监督、项目管理、资金争取、数据整理、概念构思。
致谢
作者感谢詹姆斯·尼尔森（James Nelson）提供的技术和行政支持。
