硫化氢对术后认知功能障碍的拮抗作用：涉及到抑制海马内质网应激及神经炎症

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【研究背景与目的】
　　手术后的老年患者往往会出现认知功能障碍，但其机制和防治方法尚不明确。基于大脑海马组织的内质网应激及神经炎症反应参与了学习记忆功能障碍，而硫化氢(Hydrogen sulfide, H2S)对学习记忆具有重要的调节作用。由此，我们采用18-20月龄的老年大鼠经剖腹探查手术建立术后认知功能障碍(Postoperative cognitive dysfunction, POCD)大鼠，以探讨：(1)术后认知功能障碍的机制是否与扰乱海马内源性硫化氢生成和/或促进海马内质网应激及神经炎症密切相关;(2) H2S是否可拮抗术后认知功能障碍，其机制是否涉及到减少大鼠海马内质网应激及神经炎症。
　　【方法】
　　1. Morris水迷宫、新物体识别和Y迷宫试验检测大鼠的认知功能；
　　2. Unisensn H2S微电极法检测大鼠海马中 H2S水平；
　　3. Western blotting检测大鼠海马组织中内质网应激相关蛋白Bip、Cleaved caspase12及硫化氢生成酶3-巯基丙酮酸盐硫(3-mercaptopyruvatesulphurtransferase,3-MST)、胱硫醚-β-合成酶(Cystathionine-β-synthase, CBS)蛋白的表达；
　　4. Elisa法检测大鼠海马组织中促炎因子(IL-1β、IL-6和 TNF-α)的含量；
　　5.免疫荧光(Immunofluorescence, IF)技术检测大鼠海马内CD45+细胞(巨噬细胞的标志物)和 IBA-1+细胞(活化的星形胶质细胞的标志物)的数量。
　　【结果】
　　1.18-20月龄的老年大鼠行剖腹探查手术，术后3天进行行为学Y迷宫、新物体识别和Morris水迷宫试验的检测，结果显示：手术后老年大鼠在 Y迷宫试验中的交替正确率显著降低；在新异物体识别试验中的新物体识别指数明显下降；在水迷宫试验中的游泳路线变得曲折、复杂，找到平台的潜伏期明显延长，穿过原平台次数和目标象限时间比显著降低，表明术后老年大鼠呈现出认知功能障碍。同时，术后老年大鼠海马组织内 H2S的生成能力及 H2S生成酶 CBS和3-MST的表达下降，内质网应激相关蛋白(Bip和 Cleaved caspase-12)的表达水平升高，促炎因子(IL-1β、 IL-6和 TNF-α)的含量和 CD45+细胞及IBA-1+细胞的数量显著增多，提示术后老年大鼠的认知功能障碍与海马内源性硫化氢的生成紊乱、内质网应激及神经炎症反应的增强有关。
　　2.给予老年大鼠 NaHS(30 or100μmol/kg/d, i.p.)预处理2 w，再予以剖腹探查手术，3 d后大鼠分别进行 Y迷宫、新异物体识别及水迷宫试验测试，结果显示：NaHS(100μmol/kg/d, i.p.)可增加 POCD大鼠在 Y迷宫试验中的交替正确率、在新异物体识别试验中的新物体识别指数；简化其在水迷宫获得性训练试验中的游泳路线、减少其找到平台的潜伏期、增加其在探查试验中穿过目标象限的次数和到达目标象限的时间比，表明 H2S可改善 POCD大鼠的认知功能。同时，NaHS可增加 POCD大鼠海马内 H2S的生成能力及 H2S生成酶 CBS和3-MST蛋白的表达水平，降低内质网应激相关蛋白(Bip和 Cleaved caspase-12)的表达水平，减少促炎因子(IL-1β、 IL-6和 TNF-α)的含量和 CD45+细胞及 IBA-1+细胞的数量，表明 H2S对 POCD大鼠认知功能障碍的改善作用与其拮抗海马内源性 H2S的生成紊乱、内质网应激及神经炎症反应有关。
　　【结论】
　　1.术后老年大鼠的认知功能损害与海马内源性 H2S生成的紊乱、内质网应激及神经炎症反应的增加有关。
　　2. H2S可改善术后老年大鼠的认知功能损害，其机理涉及到抑制海马内质网应激及神经炎症反应。

著录项

作者
李敏;
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作者单位

南华大学;

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授予单位南华大学;
学科神经病学
授予学位硕士
导师姓名唐小卿,邹伟;
年度 2017
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类脑器质性精神障碍;
关键词
硫化氢; 术后认知障碍; 内质网应激; 神经炎症;

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