Sarin es un potente agente nervioso organofosforado que causa disfunción cognitiva, pero sus mecanismos moleculares subyacentes son poco comprendidos. En este estudio, se estableció un modelo de rata de exposición repetida a bajo nivel de sarin mediante la inyección subcutánea de 0.4 x LD durante 21 días consecutivos. Las ratas expuestas a sarin mostraron un deterioro persistente del aprendizaje y la memoria, así como una reducción en la densidad de espinas dendríticas en el hipocampo. Se aplicó un análisis de todo el transcriptoma para estudiar el mecanismo del deterioro cognitivo inducido por sarin, y se encontraron un total de 1035 mRNA diferencialmente expresados (DEmRNA), incluidos 44 DEmiRNA, 305 DElncRNA y 412 DEcircRNA, en el hipocampo de ratas tratadas con sarin. Según la anotación de Gene Ontology (GO), el enriquecimiento de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG) y el análisis de Interacción Proteína-Proteína (PPI), estos DERNAs estaban principalmente involucrados en la plasticidad sináptica neuronal y estaban relacionados con la patogénesis de enfermedades neurodegenerativas. Se construyó la red ceRNA circRNA/lncRNA-miRNA-mRNA, en la que Circ_Fmn1, miR-741-3p, miR-764-3p, miR-871-3p, KIF1A, PTPN11, SYN1 y MT-CO3 formaron un circuito, y Circ_Cacna1c, miR-10b-5p, miR-18a-5p, CACNA1C, PRKCD y RASGRP1 constituyeron otro circuito. El equilibrio entre los dos circuitos fue crucial para mantener la plasticidad sináptica y puede ser el mecanismo regulador por el cual el sarin causa deterioro cognitivo. Nuestro estudio revela por primera vez el mecanismo de regulación ceRNA de la exposición al sarin y proporciona nuevas perspectivas sobre los mecanismos moleculares de otros tóxicos organofosforados.