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背景术后认知功能障碍(POCD)是麻醉手术后出现的学习记忆力下降等认知功能改变的现象,会影响患者生活质量和预后。POCD可发生于任何年龄阶段,老年患者更易发生。POCD越来越受到社会的关注。记忆能力分为空间参考记忆和工作记忆,即长期记忆和短期记忆。我们先前研究发现麻醉手术不影响成年小鼠的空间参考记忆,但其是否损害工作记忆尚不清楚。因此,本课题拟研究麻醉手术对成年小鼠工作记忆的影响,并探讨其可能的机制。另外采用更易发生POCD的老年小鼠,进行转录组测序,以期为研究POCD发病机制提供新靶点。方法与结果1.麻醉和手术对8周龄成年小鼠认知功能及中枢胆碱能系统的影响。方法:选取8周龄成年小鼠,于异氟醚麻醉下行胫骨骨折内固定术,术后第三天检测其空间参考记忆和工作记忆,并取其相应的功能脑区检测胆碱能相关蛋白。再取另外2组小鼠,给予胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐灌胃预处理后,再次测量小鼠麻醉手术后工作记忆,并检测前额叶皮质胆碱能相关蛋白。重新取2组小鼠,检测单独麻醉后小鼠工作记忆的变化。结果:与对照组相比,成年小鼠麻醉手术后工作记忆下降,但空间参考记忆无变化。手术并不改变成年小鼠海马胆碱能神经主要标志物的表达,但明显下调了前额叶皮质乙酰胆碱转移酶(ChAT)的水平。应用多奈哌齐后,成年小鼠对照组和手术组比较,工作记忆无差异,ChAT表达无差,表明多奈哌齐可以预防手术造成的工作记忆下降。单独麻醉不影响小鼠工作记忆。2.老年小鼠术后转录组筛查和结果分析方法:6只18月龄老年小鼠异氟醚下行胫骨骨折内固定术,术后48h,取小鼠海马组织,提RNA测序。并用RT-PCR技术验证部分测序结果。结果:通过测序和RT-PCR验证变化最大的前11个分子mRNA,其中发现3个下降,6个上调,2个无变化。其中对Klf6用Western Blot验证,并检测其上下游分子。术后组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化修饰(H3K9me3)水平升高,且其甲基化酶Suv39h1升高,同时基质金属酶9(MMP9)表达上调。结论:1.麻醉手术引起成年小鼠工作记忆下降,且麻醉手术引起的中枢胆碱能损伤为其原因。2.通过测序建立老年小鼠术后基因表达差异谱,揭示POCD可能的发病机制。其中麻醉手术使老年小鼠海马Suv39h1表达上调,引起H3K9me3甲基化水平升高,抑制Klf6表达,从而促进MMP9转录,引起POCD。