異甘草素預(yù)處理對(duì)老齡大鼠 術(shù)后認(rèn)知功能及BDNF通路的影響

【摘要】目的探討異甘草素(isL預(yù)處理對(duì)老齡大鼠術(shù)后認(rèn)知功能及腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（bdnF通路的影響。方法將 SPF級(jí)健康雄性老齡SD大鼠54只，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組(C組、手術(shù)組(S組、SL+手術(shù)組(P組，每組18只。手術(shù)組大鼠 采用10%水合氯醛腹腔注射，待翻正反射消失后行剖腹探查術(shù)，即常規(guī)仰臥位法固定大鼠，消毒腹部皮膚,于肋下0.5cm位置沿腹中線 作3cm左右縱向切口，每5min進(jìn)行一次腹腔探查，分別探查肝、胃、小腸、大腸，手術(shù)時(shí)間20min,完成探查后關(guān)閉腹腔。C組麻醉后不 進(jìn)行手術(shù),S、組行剖腹探查術(shù);P組于手術(shù)前連續(xù)5d給予15mg/kg的ISL灌胃,C、S組給予等量生理鹽水灌胃。于術(shù)前5d及術(shù)后1、 3、7d進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),記錄大鼠逃避潛伏期和游泳距離;水迷宮測(cè)試結(jié)束后取大鼠海馬組織，采用Westemblot法檢測(cè)BDNF、 釀氨酸激酶B(TrkB)蛋白含量。結(jié)果與C組相比，術(shù)后各時(shí)點(diǎn)S、組逃避潛伏期和游泳距離明顯延長(zhǎng),BDNF、TrkB蛋白含量明顯 降低(均P<0.05 ;與S組比較，術(shù)后各時(shí)點(diǎn)P組逃避潛伏期和游泳距離明顯縮短,BDNF、TrkB蛋白含量明顯增加（均P<0.05)。結(jié) 論ISL可能通過(guò)增加BDNF及細(xì)胞膜上的受體TrkB的表達(dá)，激活下游信號(hào)通路,改善術(shù)后認(rèn)知功能。

【關(guān)鍵詞】異甘草素術(shù)后認(rèn)知功能腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子酷氨酸激酶B

術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunc- 癥，主要表現(xiàn)為焦慮、人格改變、學(xué)習(xí)記憶受損等^[1-2]。

tion,POCD)是老年患者術(shù)后常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā) POCD嚴(yán)重影響患者術(shù)后生活質(zhì)量，甚至增加遠(yuǎn)期病死

率^[3]，且確切發(fā)病機(jī)制尚不清楚，如何防止也缺乏有效手 段。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain de-rived neurotrophic factor, BDNF) 及其受體釀氨酸激酶 B (tropomyosin receptor kinase B, TrkB)信號(hào)通路能調(diào)控神 經(jīng)元增殖與分化、突觸可塑性、神經(jīng)遞質(zhì)釋放等,在丙泊
酚所致POCD中扮演重要角色^[4]。異甘草素fcoliquiriti- genin,ISl)是從甘草中提取的一種黃酮類物質(zhì)，具有抗 炎、抗氧化^[5]、抗神經(jīng)元凋亡氣改善學(xué)習(xí)記憶等作用^[7]。 本研究旨在觀察ISL預(yù)處理對(duì)老齡大鼠術(shù)后認(rèn)知功能 及BDNF通路的影響，以進(jìn)_步探討該疾病的發(fā)病機(jī)制 和防治方法。

試劑與設(shè)備ISL

Morris水迷宮 設(shè)備(上海欣軟科技有限公司，型號(hào):XR-XM101)。

以往對(duì)POCD的相關(guān)研究多集中于心臟手術(shù)，近年 來(lái)研究發(fā)現(xiàn),在非心臟手術(shù)患者中POCD的發(fā)病率高達(dá) 40%~50%,隨著人口老齡化的增加,POCD的發(fā)生率亦 隨之增高，因此預(yù)防及治療POCD具有重要的臨床意 義。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)剖腹探查術(shù)建立傷害性刺激模型，結(jié)果 表明與C組比較,S、P組小鼠術(shù)后認(rèn)知功能明顯降低， 證實(shí)手術(shù)引起的傷害性刺激參與POCD的發(fā)生。

現(xiàn)代藥理表明，甘草除具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、 免疫調(diào)節(jié)等作用外，還具有顯著的神經(jīng)保護(hù)作用^[10]。ISL 為甘草中有效成分之在神經(jīng)保護(hù)方面主要有抗缺血 再灌注損傷™、抗氧化^[12]、改善學(xué)習(xí)及記憶能力等作 用^[13]。詹春等^[14]發(fā)現(xiàn)ISL可改善小鼠腦缺血再灌注損傷 所致學(xué)習(xí)記憶障礙、改善異常腦血流及腦組織能量代 謝，在腦缺血再灌注腦損傷中發(fā)揮保護(hù)作用。因此本實(shí) 驗(yàn)通過(guò)大鼠相關(guān)行為學(xué)指標(biāo)檢測(cè)，深入探討ISL預(yù)處理 對(duì)于大鼠術(shù)后認(rèn)知功能的影響。

Morris 水迷宮常作為神經(jīng)退行性疾病動(dòng)物模型研 究方法之_，用于評(píng)估學(xué)習(xí)認(rèn)知和空間記憶等行為學(xué)， 且檢測(cè)老年動(dòng)物認(rèn)知功能減低較為敏感^[' 本研究于術(shù) 前5d進(jìn)行定位航行實(shí)驗(yàn)，顯示各組逃避潛伏期及游泳 距離差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證實(shí)在給予ISL預(yù)處理后，對(duì) 于正常大鼠認(rèn)知能力未見明顯影響。術(shù)后l、3、7d,與S 組比較,P組逃避潛伏期和游泳距離明顯縮短，表明ISL 預(yù)處理對(duì)于術(shù)后大鼠認(rèn)知功能下降有_定的改善作用。

BDNF是由神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞合成 和分泌的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白，它對(duì)參與情感和認(rèn)知功能的 關(guān)鍵腦區(qū)回路中的神經(jīng)元的生存、生長(zhǎng)和維持起著至關(guān) 重要的作用^[16]。BDNF與細(xì)胞膜上的TrkB受體特異性 結(jié)合后，可以通過(guò)激活下游信號(hào)分子促進(jìn)促進(jìn)神經(jīng)元增 殖與凋亡等，參與認(rèn)知功能的調(diào)節(jié)™。研究發(fā)現(xiàn)敲除 BDNF基因的小鼠，其TrkB蛋白表達(dá)明顯下降,小鼠學(xué) 習(xí)能力出現(xiàn)障礙^[18]。BDNF信號(hào)通路參與了多種神經(jīng)系 統(tǒng)疾病中認(rèn)知功能障礙的發(fā)生與發(fā)展，且使用TrkB激 動(dòng)劑激活BDNF-TrkB信號(hào)通路后,認(rèn)知功能得到改善。 已被證實(shí)BDNF的表達(dá)受傷害性刺激影響，炎癥因子 (IL-6JL-1P等）可以抑制神經(jīng)細(xì)胞BDNF的合成和表 達(dá)。阿爾茲海默癥模型中證實(shí)，SL能有效抑制上述炎 性因子的生成，上調(diào)BDNF表達(dá)^[19]。因此本實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)ISL 可通過(guò)抑制炎癥作用調(diào)控BDNF-TrkB信號(hào)通路，改善 術(shù)后認(rèn)知功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了該假說(shuō),通過(guò)對(duì)海馬區(qū) BDNF、TrkB蛋白含量進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)，顯示與S組比 較，P組大鼠術(shù)后各時(shí)點(diǎn)海馬區(qū)BDNF、TrkB蛋白表達(dá)

水平明顯增加，提示ISL能夠有效增強(qiáng)BDNF-TrkB信 號(hào)通路的活化，改善老齡大鼠術(shù)后的認(rèn)知功能。

本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)創(chuàng)傷性刺激所致的POCD進(jìn)行了相關(guān) 研究,未進(jìn)行BDNF-TrkB信號(hào)通路上、下游基因檢測(cè)， 也未進(jìn)行術(shù)后更長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)知功能的評(píng)估，這可在今后 的研究中進(jìn)_步探討。