丙泊酚对糖尿病模型Goto-Kakizaki大鼠海马组织影响的蛋白质组学研究

摘要

目的：随着社会的发展和科学技术的日益进步，人们的生活方式发生了重大的变化，人口结构老龄化成为许多发达和发展中国家面临的重要问题。得益于外科和麻醉技术的发展，接受手术的老年病人日渐增多，许多老年病人并存的一系列疾病（如心脑血管疾病、内分泌代谢疾病、神经系统疾病、肿瘤等）对病人的管理提出了更高的要求，也产生了许多新的医学问题。术后认知功能障碍（postoperative cognitive dysfunction，POCD）是麻醉和术后出现的一种中枢神经系统（central nervous system, CNS）并发症，其临床表现为认知能力减退、焦虑、记忆受损、语言理解能力和社会融合能力减退等。在老年手术病人中十分常见，多发生在术后1-3天，可持续数天或数月，甚至发生永久性认知功能障碍，严重影响病人的生活质量，常导致病死率增加、康复延迟、丧失独立生活的能力、其他并发症增多、住院时间延长和医疗费用的增加等。目前POCD的病因不是很清楚，研究表明与患者年龄、使用药物、麻醉方法、手术方式、基础疾病、基因型等因素有关。蛋白质组学(proteomics)技术是后基因组时代发展起来的一项技术,它可以分析一个细胞、组织甚至生物体一套完整的蛋白质表达情况。蛋白质组学技术在认知功能领域的应用非常广泛，国内外很多文献报道了其在神经系统疾病如阿尔茨海默病（Alzheimer disease,AD）、酒精性脑病、亨廷顿病（Huntington disease,HD）性痴呆、帕金森病（Parkinson disease,PD）等的应用，发现了一系列与上述疾病相关的蛋白质，为诊断和治疗以及新药研发提供了客观的依据。本研究拟用蛋白质组学方法技术，观察临床最常见的静脉麻醉药物丙泊酚（propofol）对经典糖尿病模型—Goto-Kakizaki(GK)大鼠海马组织蛋白质表达谱的变化，并利用Morris水迷宫（Morris Water Maze,MWM）观察丙泊酚对模型大鼠学习和记忆能力的影响，探讨丙泊酚对糖尿病大鼠认知功能影响的分子生物学机制。
　　 方法：清洁级GK大鼠64只，体重270±10g，随机分为蛋白质组学组（P组，n=24）、水迷宫组（W组，n=20）、参数组（A组，n=5）和形态学组（M组，n=15）,P组分为P1和P2两组,各12只,P1和P2组各分4个亚组，每个亚组3只，P1组和A组腹腔注射丙泊酚100mg/kg，在1h和2h后追加剂量50mg/kg，维持麻醉3小时，P2组同样方法和剂量给予生理盐水作为对照。P1组分别在麻醉结束后3h，24h，72h和1周4个时间点在每个亚组随机选取3只大鼠取海马组织，双向电泳（SDS-PAGE）分离蛋白,图像扫描，与相应时间点P2组比较，选取4倍差异点进行质谱分析。W组随机分为W1和W2两组，每组10只，W1组用上述方法给予丙泊酚维持麻醉3h，W2组给予生理盐水作对照，在给药后1-7天上午同一时间进行水迷宫行为学测试，比较两组逃避潜伏期（escape latency）和在各个象限停留的时间百分比，另观察A组麻醉过程中0.5h、1.5h和2.5h血气变化情况。M组Nissl染色法观察给药对海马形态学影响。
　　 结果：与P2组相比，P1组麻醉后3h发现7个蛋白点下调，24h有3个蛋白点下调，72h有2个蛋白点下调，1周则出现2个蛋白点上调，经质谱鉴定发现14个差异表达蛋白，涉及氧化还原、能量代谢、突触信息传递、细胞骨架和运动、神经细胞细胞变性凋亡等生物学过程。W组逃避潜伏期随时间推移逐渐缩短，麻醉后第5天两组逃避潜伏期比较有统计学差异（P＜0.05），大鼠在目标象限停留时间显著延长，两组间各个象限停留时间百分比无统计学意义。0.5h和2.5h pH值、PaO2比较有统计学差异。海马形态学未发生明显变化。
　　 结论：丙泊酚麻醉后在不同时间点可以引起GK大鼠海马组织多种蛋白质的表达异常，其中HCNP、VDAC-1等蛋白质与认知功能密切相关。丙泊酚可以引起血糖短暂升高，随后下降，丙泊酚对GK大鼠短期学习和记忆能力有一定影响。

目录

第一章 前言

第二章 丙泊酚对Goto-Kakizaki 大鼠海马组织的蛋白质组学影响

第三章 丙泊酚对Goto-Kakizaki 大鼠学习记忆的影响

附录1 蛋白质组学技术在认知功能研究中的应用（综 述）

致 谢

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