NMDA受体2B亚型与PSD-95相关机制在伤害性刺激对7」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(Water maze)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(Westen Blot)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) 20 μl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(Westen blot)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CFA 3和7天后，野生型和IL-6 KO小鼠的机械性痛阈均明显下降，注射CFA 14天后，野生型和IL-6 KO小鼠的机械性痛阈均无明显变化。　　2．野生型小鼠在注射CFA 3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CFA 3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[400%(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CFA 7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-6 KO小鼠在注射CFA 3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。

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