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目的:阻塞性睡眠暂停综合征(OSAS)的典型特征包括间歇性低氧、夜间的睡眠片段化,目前OSAS是在呼吸睡眠障碍这一领域最常见的病症之一。由阻塞性睡眠呼吸暂停综合征引起的间歇性低氧/复氧不仅损害神经细胞的结构的完整性,同时也能导致其细胞功能的异常,神经元的结构或功能的损伤最终可以引起中枢神经系统认知功能障碍[1]。大量研究表明OSAS和免疫功能关系密切,参与天然免疫反应的众多Toll样受体(TLRs)在阻塞性睡眠暂停综合征中发挥极其关键的作用[2]。TLR2作为Toll家族重要成员之一已经被证明参与多种疾病模型。但TLR2在间歇性低氧(CIH)导致的认知功能障碍的作用及相关分子机制尚不明确。本研究旨在从社交行为、空间学习记忆、神经元损伤、神经炎症等多个方面讨论TLR2在CIH诱导的认知功能障碍中的作用及潜在的分子机制,为揭示CIH导致的认知功能障碍的相关分子机制提供新的思路,并进一步为诊治OSAS诱导的认知功能紊乱提供更有效的靶点。方法:选取6周-8周左右,健康的,雄性野生型C57BL/6小鼠30只,TLR2基因缺失型C57 BL/6小鼠30只。然后将野生型和TLR2 KO型实验鼠随机分为4组,分别为:WT + RA 组、WT + CIH 组、TLR2 KO + RA 组、TLR2 KO + CIH 组。将WT + CIH组和TLR2 KO + CIH组暴露于间歇性低氧条件下(氧浓度变化为21%-7%),同时将WT + RA组和TLR2KO + RA组暴露于空气环境下(氧浓度接近21%),每天维持8小时,持续60天。造模结束后开始进行实验一系列相关的检测,首先采用3-chambered social test(三箱社交实验)检测小鼠的社交及社交记忆的能力,Morris water maze(水迷宫实验)检测小鼠空间学习、记忆的能力;所有行为实验结束后,动物被深度麻醉,然后处死取材;运用苏木精-伊红染色观察各组实验小鼠的脑区-尤其是海马组织的CAI及DG区的病理学、形态学改变;进一步为直观的观察海马组织中神经元和胶质细胞的状况,Immunofluorescence(免疫荧光)技术用于检测神经元的特异性标志物NeuN、小胶质细胞特异性标记物Iba-1以及星形胶质细胞的特异性标记物GFAP的荧光表达情况;运用Western blot技术测定间歇性低氧诱导下TLR2-MyD88-NF-κB信号通路中关键调节蛋白(TLR2,MyD88,TRAF6,NF-κB)的水平,酶联免疫吸附法(ELISA)测定脑的海马组织中TNF-α,IL-6,IL-1β的含量。结果:三箱实验及水迷宫实验表明CIH能导致野生型及TLR2缺失型小鼠认知功能障碍,而TLR2基因缺失减轻了 CIH引起的小鼠社交记忆、空间学习记忆等认知功能障碍;通过HE结果,我们发现CIH不仅可以引起海马神经元排列紊乱、细胞形态异常,甚至导致神经元脱失,而敲除TLR2减少了海马内神经元的相关损伤;免疫荧光结果证明CIH条件下,野生型及TLR2KO型实验鼠海马神经元NeuN的表达量减少,而小胶质细胞标志物Iba-1以及星型胶质细胞的特异性标记物GFAP的荧光强度却较正常对照组显著增加,值得注意的是,与TLR2基因缺失的小鼠相比,间歇性低氧条件下野生型的海马神经元NeuN减少更为明显,相反Iba-1和GFAP相对增加更为显著;另外在分子水平,通过Western blot及ELISA结果可以发现,CIH可以激活TLR2-MyD88-NF-κB信号通路,增加TNF-α,IL-6,IL-1β等炎症因子的产生、释放;当TLR2-MyD88-NF-κB信号通路被阻断后,CIH诱导的炎症因子包括TNF-α,IL-6,IL-1β等表达量显著减少。因此TLR2基因敲除之后,通过阻断TLR2-MyD88-NF-κB信号通路,其相关蛋白的表达减少,从而减少了 CIH引起的与神经相关的炎症因子的释放,最终减弱其对认知功能的损害。结论:间歇性低氧可以导致海马神经细胞的损伤,进而影响小鼠社交记忆、空间学习记忆等认知功能:抑制TLR2-MyD88-NF-κB信号通路的活化可以减少海马神经炎症的产生,最终减轻间歇性低氧引起的认知功能的障碍。