【摘 要】
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目的:通过构建大鼠肠系膜上动脉结扎手术模型,探究海马神经炎症、HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路及自噬参与右美托咪定（Dexmedetomidine,Dex）预处理对大鼠术后认知功能的作用及机制。方法:本实验分为两部分内容。第一部分,探讨海马神经炎症和HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路参与Dex预处理对术后认知功能的作用及机制。将90只SD大鼠随机分为5组:对照组、手术组、手术+Dex
【基金项目】
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湖北省自然基金项目（No.2021CFB374）；
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目的:通过构建大鼠肠系膜上动脉结扎手术模型,探究海马神经炎症、HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路及自噬参与右美托咪定（Dexmedetomidine,Dex）预处理对大鼠术后认知功能的作用及机制。方法:本实验分为两部分内容。第一部分,探讨海马神经炎症和HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路参与Dex预处理对术后认知功能的作用及机制。将90只SD大鼠随机分为5组:对照组、手术组、手术+Dex组、手术+育亨宾（α-2肾上腺素受体拮抗剂）组和手术+育亨宾+Dex组。Dex（30μg/kg）于术前30 min腹腔注射,育亨宾（1mg/kg）在给予Dex前15 min腹腔注射。构建肠系膜上动脉结扎手术模型,各组大鼠于术后1、3和7天进行Y迷宫行为学测试,术后4、5天进行新物体识别行为学测试;术后1天取材脑组织,进行尼氏体染色、cleaved caspase-3免疫组化染色和TUNEL-Neu N共染检测海马组织损伤和神经元凋亡情况,采用RT-PCR和Western blot技术检测大鼠术后24 h海马组织中促炎细胞因子IL-1β和TNF-α的表达,免疫荧光、免疫组化和Western blot技术检测海马星形胶质细胞和小胶质细胞的活化情况,使用Western blot技术检测海马组织小胶质细胞极化标志物以及HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路蛋白的表达。第二部分,探讨自噬参与Dex预处理在术后神经炎症中的作用及机制。首先将18只SD大鼠随机分为3组:对照组、手术组和手术+Dex组。使用Western Blot检测大鼠术后海马组织自噬相关蛋白表达情况。然后将36只大鼠随机分为4组:对照组、手术组、手术+Dex组和手术+自噬抑制剂（3-MA）+Dex组,3-MA（15 mg/kg）于右美托咪定注射前15分钟腹腔注射。Y-迷宫行为学检测大鼠术后认知功能的变化;尼氏染色检测海马组织损伤情况;免疫荧光检测海马LC3和Iba-1表达情况;Western Blot检测大鼠术后海马自噬相关蛋白Beclin 1、LC3 II/I、p62及炎性细胞因子IL-1β和TNF-α的表达。结果:第一部分实验:Y迷宫和新物体识别的行为学测试结果显示大鼠术后空间记忆和学习能力受损,表现为对新异臂和新物体探索次数的减少,Dex预处理可显著改善大鼠术后短期空间识别和学习记忆障碍（P＜0.05）。尼氏染色结果显示大鼠术后海马CA1区神经元排列松散,平均数量明显减少,Dex预处理可减轻神经元损伤（P＜0.05）;免疫组化结果显示手术组cleaved caspase-3阳性细胞明显增加,Dex预处理显著降低cleaved caspase-3的表达（P＜0.05）。TUNEL-Neu N共染色结果显示,Dex预处理显著减少神经元凋亡情况（P＜0.01）。右美托咪定可明显抑制手术引起的海马促炎因子IL-1β和TNF-α表达升高及胶质细胞的过度活化（P＜0.05）。此外,Dex预处理可显著下调HMGB1、RAGE和核蛋白NF-κB的表达（P＜0.05）。第二部分实验:Western blot结果显示,与手术组相比,Dex预处理可增强大鼠术后海马组织自噬水平（P＜0.05）;Y-迷宫行为学结果表明,自噬参与Dex对大鼠术后空间学习和记忆功能的保护作用;尼氏染色结果表明,自噬参与Dex对术后海马神经细胞的保护作用。Iba-1和LC3免疫荧光共标结果表明,Dex预处理可能通过增强自噬水平抑制小胶质细胞的激活;此外,Dex还可通过增强海马神经元的自噬抑制促炎因子IL-1β和TNF-α的表达及小胶质细胞的活化（P＜0.05）,进而减轻神经炎症。结论:Dex预处理通过抑制海马神经炎症改善大鼠POCD,具体机制是通过促进小胶质细胞向M2表型极化,下调HMGB1/RAGE/NF-κB信号通路和增强海马自噬水平减轻海马神经细胞的损伤,抑制小胶质细胞的活化和炎性细胞因子的表达。
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