转录因子ETV5通过抑制KIF23缓解老年小鼠围术期神经认知障碍中的细胞焦亡

　　本研究揭示转录因子ETV5通过直接结合KIF23基因启动子区（1-700 bp），抑制其转录表达，进而减轻caspase-3/GSDME介导的细胞焦亡（pyroptosis）和氧化应激，最终改善老年小鼠围术期神经认知障碍（PND）。该发现为PND治疗提供了新的靶点（ETV5/KIF23轴）。

　　

Highlight

ETV5通过转录抑制KIF23减轻老年小鼠围术期神经认知障碍中的细胞焦亡过程

Animals

18月龄雄性小鼠（体重26-36 g）购自上海斯莱克实验动物有限责任公司。所有动物在无特定病原体环境中饲养，维持标准条件（温度22-24°C，相对湿度50%，12小时光暗循环），自由获取食物和水。所有实验方案均经武汉大学人民医院医学伦理委员会批准。

Adeno-associated virus 9 (AAV9) transduction

编码小鼠ETV5或KIF23的重组AAV9病毒载体由汉恒生物科技（上海）有限公司构建。通过立体定位注射将AAV9病毒颗粒递送至小鼠海马区（坐标：前囟后2.2 mm，中线两侧±1.8 mm，深度2.2 mm）。注射体积为1 μL（滴度1×10¹² vg/mL），注射速率0.2 μL/min。留针5分钟后缓慢撤针。病毒注射4周后进行后续实验。

ETV5 overexpression alleviates cognitive impairment induced by isoflurane and laparotomy

我们前期研究发现KLF10和ETV5是麻醉联合 laparotomy 处理后老年小鼠海马区表达下调最显著的两个转录因子。鉴于ETV5在海马树突生长、分支形成和突触可塑性中的关键作用，我们深入探究了ETV5在PND发生发展中的功能。异氟烷麻醉联合 laparotomy 处理显著降低了老年小鼠海马组织中ETV5的mRNA和蛋白表达水平（图1A-C）。通过重组AAV9过表达ETV5可有效改善麻醉/手术引发的认知功能障碍，增强抗氧化能力，并抑制caspase-3/GSDME介导的细胞焦亡过程，而这些保护效应可被AAV9-KIF23共表达所逆转。

Discussion

本研究证实ETV5过表达可缓解麻醉/手术引发的记忆功能损伤，并发挥强大的抗氧化和抗细胞焦亡作用。KIF23能够逆转ETV5在PND进展中的神经保护效应。机制上，ETV5特异性识别KIF23基因转录起始位点（TSS）上游1-700 bp区域并抑制其转录活性。

ETV5已被证实参与神经祖细胞向神经元的分化过程、突触传递、神经突生长以及海马依赖的记忆巩固。本研究中，我们发现老年PND小鼠海马区ETV5表达显著降低。ETV5过表达不仅改善认知功能，还抑制caspase-3/GSDME介导的细胞焦亡和氧化应激。值得注意的是，KIF23过表达完全逆转了ETV5的神经保护作用，表明KIF23是ETV5的下游关键效应因子。

KIF23是中央纺锤体复合体的核心组分，通过ATP水解供能沿微管运动。最近研究发现KIF23在哮喘模型中通过调控NLRP3炎症小体激活和氧化应激参与肺泡上皮细胞损伤。我们通过实验证实KIF23敲低可抑制ROS/caspase-3/GSDME通路介导的细胞焦亡。本研究首次揭示ETV5可直接结合KIF23启动子区并抑制其转录，这为理解PND的分子机制提供了新视角。

Conclusion

我们的研究结果表明ETV5通过转录抑制KIF23表达，进而减轻ROS/caspase-3/GSDME通路介导的细胞焦亡和氧化应激，最终改善PND病程。ETV5/KIF23信号轴可能成为PND治疗的潜在靶点。

Authors’ contributions

唐绍群（Shaoqun Tang）和卜雪珊（Xueshan Bu）对本研究贡献相等。张磊（Lei Zhang）和王伟（Wei Wang）负责实验设计。唐绍群和卜雪珊完成实验操作和数据分析。俞曦（Xi Yu）和宋文琴（Wenqin Song）协助实验实施。唐绍群和卜雪珊撰写初稿。张磊和王伟负责稿件修订。所有作者阅读并认可最终稿件。

Consent for publication

不适用。

CRediT authorship contribution statement

唐绍群：原始草案撰写、可视化、验证、方法论、研究实施、形式分析、数据整理。卜雪珊：原始草案撰写、可视化、验证、方法论、研究实施、形式分析、数据整理。俞曦：软件支持、资源提供、方法论支持。宋文琴：软件支持、资源协调、项目管理、资金获取。张磊：稿件审阅与编辑、验证、监督指导、项目管理、资金筹措、概念化。王伟：稿件审阅与编辑、监督指导、资金管理、概念化。

Ethics approval and consent to participate

所有实验操作均遵循武汉大学人民医院医学伦理委员会 guidelines。

Funding

本项目获湖北省自然科学基金（2023AFB714）、湖北省自然科学基金创新发展联合基金（2025AFD264）及湖北省卫生计生科研项目（WJ2023F024）资助。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgement

致谢：不适用。