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目的观察不同剂量右美托咪定对异丙酚麻醉新生大鼠大脑的影响,并探讨PI3K/Akt/GSK-3β信号通路的作用,以期为围术期婴幼儿麻醉用药提供参考。方法新生7天的Sprague-Dawley大鼠(雌雄不分)250只,体重9~15 g,随机分为10组(n=25):生理盐水组(N组)、脂肪乳剂组(F组)、DMSO1组(D1组)、DMSO2组(D2组)、100 mg/kg异丙酚组(P组)、25μg/kg右美托咪定+100 mg/kg异丙酚组(PD25组)、50μg/kg右美托咪定+100 mg/kg异丙酚组(PD50组)、75μg/kg右美托咪定+100 mg/kg异丙酚组(PD75组)、LY294002+75μg/kg右美托咪定+100 mg/kg异丙酚组(LYPD组)和TDZD-8+75μg/kg右美托咪定+100 mg/kg异丙酚组(TDPD组)。N组、F组及D2组分别腹腔注射生理盐水、脂肪乳剂及10%DMSO 100μl;D1组侧脑室注射10%DMSO 5μl;P组先腹腔注射异丙酚50 mg/kg,待大鼠有体动反应后,再追加50 mg/kg,总量为100mg/kg;PD25、PD50、PD75组分别先腹腔注射右美托咪定25μg/kg、50μg/kg、75μg/kg,30 min后再给予异丙酚(处理同P组);LYPD组侧脑室注射LY294002 25μg/5μl,30 min后腹腔注射右美托咪定75μg/kg,30 min后再给予异丙酚(处理同P组);TDPD组腹腔注射30min后腹腔注射右美托咪定75μg/kg,30 TDZD-8 1 mg/kg,min后再给予异丙酚(处理同P组)。大鼠苏醒后1 h,每组取5只大鼠动脉血行血气分析;另取10只大鼠断头取脑,提取新鲜海马组织总m RNA及总蛋白,采用半定量逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测PI3K、Akt、GSK-3β等基因m RNA的表达,免疫印迹法(Western blot)检测Akt、p Akt(ser473)、GSK-3β、p GSK-3β(ser9)等蛋白的表达;另取10只大鼠行脑灌注固定后制作脑组织切片,免疫荧光染色法(Immunohistofluorescence)检测海马细胞中p Akt(ser473)、p GSK-3β(ser9)等蛋白的表达及细胞定位,透射电镜(Transmission electron microscope)观察海马神经元超微结构的变化。结果与N组比较,P组GSK-3βm RNA表达增高(P<0.05),LYPD组PI3K m RNA、Akt m RNA的表达和TDPD组GSK-3βm RNA的表达则降低(P<0.05);与P组比较,LYPD组PI3K m RNA、Akt m RNA表达降低,PD75组、TDPD组GSK-3βm RNA的表达降低(P<0.05)。与N组比较,P组、PD25组、PD50组、PD75组、LYPD组p Akt(ser473)蛋白和p GSK-3β(ser9)蛋白表达降低(P<0.05);与P组比较,PD25组、PD50组、PD75组、LYPD组、TDPD组Akt蛋白、GSK-3β蛋白的表达差异无统计学意义(P>0.05),PD75组、TDPD组p Akt(ser473)蛋白表达升高(P<0.05),PD25组、PD50组、PD75组、TDPD组p GSK-3β(ser9)蛋白表达升高(P<0.05)。与PD75组比较,LYPD组p Akt(ser473)蛋白和p GSK-3β(ser9)蛋白表达降低,TDPD组p GSK-3β(ser9)蛋白表达升高(P<0.05)。与N组比较,P组、PD25组、PD50组、PD75组、LYPD组、TDPD组p Akt(ser473)/Akt比值降低(P<0.05),P组、PD25组、PD50组、LYPD组p GSK-3β(ser9)/GSK-3β比值降低(P<0.05);与P组比较,PD75组、TDPD组p Akt(ser473)/Akt比值升高(P<0.05),PD25组、PD50组、PD75组、LYPD组、TDPD组p GSK-3β(ser9)/GSK-3β比值升高(P<0.05);与PD75组比较,LYPD组p Akt(ser473)/Akt和p GSK-3β(ser9)/GSK-3β比值降低(P<0.05),而TDPD组p Akt(ser473)/Akt和p GSK-3β(ser9)/GSK-3β比值升高(P<0.05)。免疫荧光显示:与N组比较,P组、PD25组、PD50组、LYPD组p Akt(ser473)蛋白表达降低(P<0.05),P组、PD25组、PD50组、PD75组、LYPD组p GSK-3β(ser9)蛋白表达降低(P<0.05);与P组比较,TDPD组p GSK-3β(ser9)蛋白和p Akt(ser473)蛋白表达升高(P<0.05),PD75组p Akt(ser473)蛋白表达升高(P<0.05),LYPD组p GSK-3β(ser9)蛋白表达降低(P<0.05);与PD75组比较,LYPD组p Akt(ser473)和p GSK-3β(ser9)蛋白表达降低(P<0.05),TDPD组p GSK-3β(ser9)蛋白表达升高(P<0.05)。透射电镜可见N组、F组、D1组、D2组神经元及突触结构正常,P组神经元及突触结构受到损伤、染色质边集、核固缩、线粒体空泡变性、嵴断裂,且突触小泡及突触后致密物明显减少,PD25组、PD50组、PD75组神经元及突触结构损伤随着右美托咪定剂量的增加而减轻,LYPD组神经元染色质凝聚并形成新月形小体、核膜部分溶解、线粒体明显空泡变性、突触结构明显受损,TDPD组神经元和突触形态基本正常。结论异丙酚可导致发育期大鼠大脑海马神经元细胞损伤,右美托咪定可逆转异丙酚的神经毒性作用,其机制可能与激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路有关。