NMDA受体2B亚型与PSD-95相关机制在伤害性刺激对小鼠认知功能影响中的作用研究

【摘要】第一部分小鼠趾部切口痛模型中,N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚型相关机制在伤害性刺激对小鼠认知功能影响中的作用研究研究背景：术后认知功能障碍(POCD)影响患者术后的日常行为活动,并可增加术后的患病率与死亡率,但POCD的发病原因和神经病理学机制仍不清楚。研究目的：研究趾部切口术引起的伤害性刺激对小鼠认知功能的影响,并研究突触内N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚型(NR2B)相关机制在这一过程中的作用。研究方法：选择3月龄和9月龄野生型(WT)小鼠,建立单侧后爪趾部切口痛模型,分别于术后3天和7天测量机械性痛阈；进行水迷宫(Watermaze)和条件性惊恐实验(FCT)来检测小鼠的学习和记忆功能；同时分别留取小鼠的不同脑区标本,进行免疫蛋白印迹技术(WestenBlot)分析N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚型(NR2B)等蛋白表达水平的变化。研究结果：9月龄小鼠在术后3天和7天,趾部切口引起的伤害性刺激可明显降低声音相关性FCT的冻结时间,而环境相关性FCT的冻结时间无明显变化；术后30天FCT的冻结时间无明显变化。3月龄小鼠在术后3天、7天和30天FCT的冻结时间无明显变化。与行为学结果相一致,趾部切口引起的伤害性刺激选择性地降低突触内NR2B在内侧前额叶皮质的表达水平,并增加肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和磷酸化Tau蛋白(AT8)在皮质内的表达水平；海马内的表达水平均无明显变化。使用局麻药共晶混合物(EMLA)行镇痛治疗可明显缓解趾部切口术所致的突触内NR2B表达水平降低和小鼠非海马依赖性学习障碍。Tau转基因小鼠行趾部切口术后未出现学习障碍和突触内NR2B表达水平降低。研究结论：趾部切口术诱发的伤害性刺激可引起小鼠皮质内TNF-α表达增加,引起Tau蛋白过度磷酸化,进而导致小鼠内侧前额叶皮质内S-NR2B表达减少,最终引起小鼠非海马依赖性认知功能损害。趾部切口术诱发的伤害性刺激未改变小鼠海马内S-NR2B表达水平,对小鼠海马依赖性的认知功能无明显影响。第二部分小鼠炎性痛模型中,突触后致密物-95相关机制在疼痛对小鼠认知功能影响中的作用研究研究背景：已有研究表明,疼痛可能与人类的认知功能障碍有关。但是,这一现象在临床前模型中的验证及其潜在的相关机制仍不清楚。研究目的：本研究旨在利用小鼠炎性痛模型,明确疼痛对小鼠认知功能的影响,并阐明其相关机制。研究方法：选择5-8月龄野生型(WT)和白介素-6(IL-6)基因敲除(KO)小鼠,单侧后爪注射完全弗氏佐剂(CFA)20μl后,分别于注射后3天、7天和14天测量机械性痛阂,判断小鼠炎性痛模型是否成功。建模成功后,进行条件性惊恐实验(FCT)来检测小鼠的学习和记忆功能；同时分别留取小鼠的大脑皮质和海马标本,进行免疫蛋白印迹技术(Westenblot)分析IL-6和突触后密度-95(PSD-95)表达水平的变化。研究结果：1.注射CFA3和7天后,野生型和IL-6KO小鼠的机械性痛阈均明显下降,注射CFA14天后,野生型和IL-6KO、鼠的机械性痛阈均无明显变化。2.野生型小鼠在注射CFA3天后,声音相关性FCT(用于评估非海马依赖性学习和记忆功能)结果显示冻结时间明显降低[30.1(16.5)秒与56.8(28.1)秒,P=0.023]；但环境相关性FCT(用于评估海马依赖性学习和记忆功能)结果显示冻结时间无明显变化[15.8(6.7)秒与18.6(8.8)秒,P=0.622]。3.野生型小鼠在注射CFA3天后,海马内IL-6的表达水平明显升高[248%(11.6)与100%(7.9),P<0.0001],PSD-95的表达水平明显降低[40%(10.0)与100%(20.3),P<0.0001]；皮质内IL-6和PSD-95的表达水平无明显变化[95%(8.6)与100%(9.3),P=0.634]。4.野生型小鼠在注射CFA7天和14天后,认知功能和皮质内IL-6、PSD-95的表达水平均无明显变化。5.IL.6KO小鼠在注射CFA3天后,认知功能和皮质内PSD-95的表达水平均无明显变化。研究结论：CFA诱发的炎性痛可通过增加小鼠皮质内IL-6的表达水平,导致小鼠皮质内PSD-95的表达水平下降,进而引起小鼠非海马依赖性的认知功能障碍；CFA诱发的炎性痛未改变小鼠海马内IL-6和PSD-95的表达水平,对小鼠海马依赖性的认知功能无明显影响。
【作者】辛鑫；
【导师】黄宇光；
【作者基本信息】北京协和医学院，麻醉学（专业学位），2014，博士
【关键词】手术切口；伤害性刺激；NMDA受体；POCD；炎性痛；IL-6；PSD-95；学习；记忆；

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