下丘脑ETB受体阻断对雄性和雌性大鼠在全身炎症期间发热、活动减少及血清素释放的差异性影响

《Brain Research》：Differential effects of hypothalamic ETB receptor blockade in fever, hypolocomotion and serotonin release during systemic inflammation in male and female rats

　　

T.S. 阿伦卡尔 | M.O. 桑托斯 | V.M.M. 施耐德 | S.M.A. 费尔南德斯 | A.P. 博尔赫斯 | G.O. 瓜伊塔 | R.A. 科斯塔 | A.R. 萨姆普罗尼奥

巴西巴拉那联邦大学药理学系炎症与发热实验室

摘要

全身性炎症会引发一系列生理和行为变化，称为疾病行为，包括发热和活动减少。先前的研究表明，脂多糖（LPS）会在雄性和雌性中引发这些反应，并且下丘脑5-羟色胺（5-HT）水平存在性别特异性差异——雄性水平降低，而雌性水平升高。通过脑室内（i.c.v.）注射BQ788（一种内皮素-1 B型（ET_B）受体拮抗剂）可以逆转这些效应。

本研究探讨了直接在下丘脑内（i.h.）注射BQ788是否能够调节5-HT水平并减轻疾病行为。Wistar大鼠被植入温度传感器，并接受BQ788或生理盐水的下丘脑微量注射，随后腹腔注射LPS或溶剂。监测体温五小时，通过开放场地测试评估运动活动，并通过HPLC测定下丘脑5-HT及其代谢物5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）的水平。

LPS在雄性和雌性中均引发了发热和活动减少，雄性的5-HT/5-HIAA水平降低，而雌性的水平升高。在雄性中，i.h.注射BQ788逆转了这些效应，表明其具有直接的下丘脑作用。在雌性中，i.h.注射BQ788使5-HT水平恢复正常，但未影响发热或活动减少。然而，i.c.v.注射BQ788在雌性中减少了这些反应，表明ET-1的信号通路在两性之间存在差异。

这些发现突显了全身性炎症的性别差异性神经免疫反应，其中下丘脑ET-1信号通路在雄性中介导疾病行为，但在雌性中则不如此。这强调了在神经炎症研究中采用性别特异性方法的重要性。

引言

近年来，基于性别的传染病病理生理学和结果差异受到了越来越多的关注。这些差异在全身性感染的背景下尤为重要，因为免疫、激素和神经生物学因素相互作用，影响疾病进展和治疗反应。COVID-19大流行凸显了这一现象：男性表现出更严重的症状和更高的死亡率，而女性则表现出更强的T细胞激活和更强的免疫反应（Takahashi等人，2020年）。相反，被称为“长新冠”的病毒后遗症在女性中更为常见，疲劳和头痛等症状尤为普遍（Shah等人，2025年；Duraníková等人，2024年）。

细菌感染中也存在性别差异。男性通常更容易感染胃肠道和呼吸道疾病，包括肺炎和结核病，并且在败血症中的死亡率更高。相比之下，女性更常见尿路感染（Dias等人，2022年）。尽管性激素的影响——特别是它们对模式识别受体和免疫细胞功能的调节作用——已经得到了广泛研究（Dias等人，2022年；Hong等人，2025年），但其他因素，如中枢神经系统（CNS）功能的性别差异，仍需进一步探索。

在细菌性全身性炎症模型中，具有完整发情周期的雌性大鼠对脂多糖（LPS）的发热反应比雄性减弱（Mouihate和Pittman，2003年；Brito等人，2016年）。这种差异通过卵巢切除术被消除，表明卵巢激素——尤其是雌激素——是发热反应的关键调节因子。研究表明，性激素可能通过下调环氧化酶-2（COX-2）、前列腺素E₂（PGE₂）和EP₃受体的表达来降低发热（Brito等人，2016年；Brito等人，2020年）。有趣的是，这种减弱的反应不仅限于细菌刺激，还扩展到病毒和真菌模拟物，如多聚肌苷：多聚胞苷酸（Poly I:C）和Zymosan（Coelho等人，2021年）。

然而，性激素的影响不仅限于前列腺素信号通路。虽然具有完整发情周期的雌性会对多种内源性致热原（包括白细胞介素（IL）-1β、肿瘤坏死因子（TNF）-α、巨噬细胞炎症蛋白（MIP）-1α/CCL3和内皮素-1（ET-1）产生反应，但卵巢切除后的雌性仅对IL-1β产生发热反应（Brito等人，2016年；Brito等人，2020年）。这些发现表明，卵巢激素的缺失以一种不能仅用介质或受体表达量来解释的方式改变了中枢致热信号通路。例如，卵巢切除后下丘脑ET-1受体表达保持不变，但外源性ET-1无法在这些动物中诱导发热（Brito等人，2020年）。此外，在缺乏女性性激素的情况下，内皮素系统似乎被上调（Tan等人，2003年；Maleki等人，2022年）。

神经递质系统，特别是5-羟色胺信号通路，也可能在全身性炎症期间导致性别特异性反应。下丘脑的前视区是一个关键的温度调节中心，接收来自背侧缝核的5-羟色胺投射（Nakamura，2011年）。在雄性大鼠中，下丘脑5-羟色胺（5-HT）调节对LPS的发热反应，其注射可以降低发热、前列腺素合成以及LPS诱导的血浆TNF-α、IL-1β和IL-6水平以及脾脏中的TNF-α水平（Mota等人，2017年；Mota等人，2019年）。这些效应被认为是通过激活抗炎传出通路来实现的，该通路由中枢5-羟色胺调节（Pavlov和Tracey，2005年；Tracey，2002年）。

我们实验室的最新发现表明，在全身性炎症期间下丘脑5-HT水平存在明显的性别差异。LPS注射在雄性中降低5-HT水平，但在雌性中升高（Costa等人，2024年）。值得注意的是，选择性ET_B受体拮抗剂BQ788的脑室内（i.c.v.）注射在两性中都阻断了这些LPS诱导的变化，表明ET-1是这种差异的关键介质。

尽管有这些发现，ET-1的确切作用部位仍不清楚。鉴于5-羟色胺向下丘脑的投射起源于背侧缝核，ET-1可能在上游起作用，尽管其在两性中的致热效应已经得到证实（Brito等人，2020年；Fabricio等人，2005年）。

因此，本研究旨在确定特异性阻断下丘脑内的ET_B受体是否足以调节雄性和雌性大鼠的发热、疾病行为（活动减少）和下丘脑5-HT水平。这项研究旨在阐明ET-1的特异性作用，并进一步阐明全身性炎症的性别差异性神经免疫反应。

章节片段

动物

实验方案使用90天的雄性和雌性Wistar大鼠（Rattus norvegicus），来自巴拉那联邦大学（UFPR）生物科学部门的动物房。动物每笼四只，置于温度控制的环境中（22?±?1°C），12小时光照/黑暗周期（早上07:00开灯），并可自由摄取标准饲料和过滤水。实验组的分配由

结果

图1A显示了下丘脑的注射部位。当至少90%的注射位于同一区域时开始实验，因为需要收集下丘脑以测量神经递质。为了进一步确定注射部位，在下丘脑注射了低剂量的PGE₂。i.h.注射PGE₂在注射后60分钟开始发热反应，持续90分钟（图1B）。双向ANOVA显示

讨论

本研究表明，内皮素在下丘脑中的作用是雄性大鼠LPS诱导的发热和疾病行为的关键介质，但在雌性中则不是。相反，下丘脑5-HT水平似乎通过ET_B受体在两性中都受到调节。

为了确保脑内微量注射的准确性，在实验前确认了下丘脑的精确定位，因为死后验证因

作者贡献

阿伦卡尔（T.S.）、科斯塔（R.A.）和萨姆普罗尼奥（A.R.）参与了研究的构思和设计。材料准备和数据收集由阿伦卡尔（T.S.）、桑托斯（M.O.）、施耐德（V.M.M.）、费尔南德斯（S.M.A.）和博尔赫斯（A.P.）完成。HPLC分析由阿伦卡尔（T.S.）、施耐德（V.M.M.）、瓜伊塔（G.O.）和科斯塔（R.A.）完成。数据分析由阿伦卡尔（T.S.）和萨姆普罗尼奥（A.R.）完成。手稿的第一稿由萨姆普罗尼奥（A.R.）撰写，所有作者都对之前的

CRediT作者贡献声明

T.S. 阿伦卡尔： M.O. 桑托斯： V.M.M. 施耐德： S.M.A. 费尔南德斯： A.P. 博尔赫斯： G.O. 瓜伊塔： R.A. 科斯塔： A.R. 萨姆普罗尼奥： 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，项目管理，资金获取，正式分析，概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了CNPq（国家科学技术发展委员会，资助编号# 307647/2023-4、TSA、MOS、SMA和APB的支持，GOG获得了CAPES（高级人员培训协调委员会）的奖学金。VMMS获得了Araucária基金会的奖学金。