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第一部分 依托咪酯对大鼠空间学习记忆能力的影响及其机制研究目的:研究依托咪酯损害大鼠空间学习记忆能力的作用机制,明确依托咪酯损害学习记忆能力过程中长时程增强（long term potentiation,LTP）和长时程抑制（long term depression,LTD）与即刻早期基因（immediate early genes,IEGs）的关系。研究方法:本研究共选取40只2月龄健康的Wistar雄性大鼠,体重180-220 g。将其中30只实验大鼠随机分为3组（n=10）即空白对照组、溶剂对照组、实验组,进行水迷宫实验。空白对照组于水迷宫实验的第1至5天通过腹腔注射0.9%NaCl溶液;溶剂对照组于水迷宫实验测试第1至5天通过腹腔注射脂肪乳剂;实验组则于水迷宫实验测试第1至5天通过腹腔注射依托咪酯脂肪乳剂。空白对照组、溶剂对照组和实验组在水迷宫实验测试的第6天停止注射上述药物。6天实验结束后,再继续饲养3天,然后断头取海马,制作海马脑片。通过反转录-聚合酶链式反应（Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR）检测即刻早期基因 Arc、c-fos、Egr1和Npas4 mRNA的表达水平,并通过细胞膜片钳技术检测依托咪酯对大鼠海马脑片突触传递LTP和LTD的影响。而另外的10只Wistar雄性大鼠为海马脑片组在适应性饲养1周后,断头取海马,制作海马脑片,并将脑片分别按脂肪乳剂组、实验组及空白组分别进行预孵。脂肪乳剂组在含脂肪乳剂30 μl的脑脊液中预孵,实验组在含依托咪酯5μmol/L的脑脊液中预孵,空白组在含0.9%NaCl的脑脊液中预孵。然后通过细胞膜片钳技术检测这三组脑片LTP和LTD的诱导情况,并通过RT-PCR检测LTP和LTD的诱导对Arc,c-fos、Egr1和Npas4表达水平的影响。研究结果:依托咪酯显著增长大鼠寻找目标平台的时间（逃避潜伏期）、增加大鼠寻找目标平台的路径长度、减少大鼠通过平台所在象限的时间和在平台所在象限停留的时间;依托咪酯抑制大鼠海马脑片CA1区LTP,同时增强LTD;CA1区LTP上调Arc、c-fos、Egr1和Npas4 的表达,依托咪酯可能通过抑制CA1区LTP下调Arc、c-fos、Egr1和Npas4 的表达。CA1 区 LTD 抑制 Arc、c-fos、Egr1和Npas4的表达,依托咪酯可能通过增强CA1区LTD进一步抑制Arc、c-fos、Egr1和Npas4 的表达;水迷宫实验结束后,给予依托咪酯的大鼠,其Arc、c-fos、Egr1和Npas4的表达水平显著低于给予脂肪乳剂和生理盐水的大鼠;水迷宫实验结束后,给予依托咪酯大鼠的海马脑片CA1区LTP相较于给予脂肪乳剂和生理盐水大鼠受到显著抑制,而LTD则显著增强。结论:依托咪酯可通过阻断LTP和增强LTD,损害学习记忆能力,同时抑制Arc、c-fos、Egr1和Npas4的表达,而Arc、c-fos、Egr1和Npas4表达的抑制,导致LTP的阻断和LTD的增强,可能进一步加剧依托咪酯对学习记忆能力的损害。第二部分 IEGs与术后认知功能障碍的关系及其预测价值研究目的:研究IEGs与术后认知功能障碍（postoperative cognitive dysfunction,POCD）的关系及其预测价值。研究方法:以296例拟在全身麻醉下行腰椎减压植骨融合术的患者为研究对象,以神经心理学测试评分结果为标准,评估POCD发生的情况,将其分为POCD组（n=92）和非POCD组（n=204）,收集两组患者的人口统计学资料和临床资料,并通过qRT-PCR检测其术前Arc,c-fos、Egr1、Npas4、BDNF和MMP-9基因mRNA的血清表达水平。首先采用单因素筛选变量,然后对单因素分析中P＜0.1的变量进行多因素分析,明确Arc,c-fos、Egr1、Npas4、BDNF和MMP-9基因mRNA血清表达水平与POCD之间的独立相关性。为了量化上述IEGs mRNA血清表达水平与POCD之间的关系,特根据所有研究对象（POCD组和非POCD组）IEGs mRNA血清表达水平的四分位数（Quartile）将POCD组和非POCD组分别划分为4个级别（即1级:≤Q1、2级:＞Q1且≤Q2、3级:＞Q2且≤Q3、4级:＞Q3）。对被鉴定为POCD独立危险因素的IEGs,采用接收者工作特征（receiver operating characteristics curve,ROC）曲线评估其独立及联合预测POCD的价值。研究结果:①调整年龄、手术开始60 min（T3）和手术结束时（T4）局部脑组织氧饱和度（SctO2）及MMP-9基因mRNA表达水平后,Arc、c-fos、Egr1、Npas4和BDNF基因mRNA表达水平与POCD的发生之间显著相关。②Arc、c-fos、Egr1、Npas4和BDNF基因mRNA表达水平预测POCD的AUC分别为0.760、0.784、0.721、0.670和0.819,仅BDNF基因的预测价值较高,Arc、c-fos和Egr1基因的预测价值均为中等,Npas4基因的预测价值较低。但以BDNF基因表达水平的Q1（0.43）为截断值预测POCD的AUC也仅为0.776,预测价值中等,预测的灵敏度较低。③联合预测的AUC显著提高,BDNF联合c-fos、BDNF联合Arc及c-fos联合Arc的AUC均达到了 0.800以上,BDNF联合c-fos预测POCD的AUC最高,达0.848,预测的准确率为82.8%、特异度为79.4%、灵敏度为90.2%、假阳性率为33.6%、假阴性率为5.3%、阳性预测价值为66.4%、阴性预测价值为94.7%。结论:即刻早期基因Arc、c-fos、Egr1、Npas4和BDNF的表达水平与POCD的发生之间显著相关;BDNF联合c-fos或Arc及c-fos联合Arc,对预测POCD可能有一定的价值和应用前景。