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背景:严重的创伤产生的恐惧记忆与背景环境中的中性线索相关联,并被不断的巩固和重新体验,严重影响人类健康,导致严重的抑郁症,其慢性化发展可导致严重的精神疾病----创伤后应激障碍(Post-traumatic Stress Disorder,PTSD)。麻醉医生在临床工作中偶尔遇到的术中意外知晓和 ICU的创伤性治疗会给患者们造成了严重的心理障碍,患者反复体验这种心理创伤将会发展为创伤后应激障碍,给患者和社会带来的潜在危害引起了社会及医学学者们的严重关注。有研究显示,创伤后应激障碍患者的海马区神经功能受损,同时伴随神经元突触可塑性的下调是其病理生理的主要机制。γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是抑制性神经递质,调节神经发生中的细胞增殖、分化、迁移及突触整合,GABA能神经递质是神经发生中神经元活动速度的主要调节因素。有研究显示,增加 GABA能递质的释放,通过激活 GABAA受体途径,可以刺激海马齿状回(Dentate Gyrus,DG)神经干细胞的增殖分化为神经元。丙泊酚是临床常用的镇静药物,是A型γ-氨基丁酸能受体激动剂,具有起效快,苏醒快,可控性强,和不良反应少等优点。目前还没有临床报道能够明确丙泊酚是否对创伤后应激障碍的高危人群起到早期的预防作用,降低创伤后应激障碍的发生率。作为A型γ-氨基丁酸能受体激动剂,我们目前的基础研究显示丙泊酚降低小鼠的恐惧记忆,但是其机制还不清楚,丙泊酚是否通过GABA受体促进海马DG区神经再生还需要明确。 目的:通过建立创伤后应激障碍小鼠模型,给予小鼠丙泊酚处理,观察小鼠对恐惧记忆和学习记忆能力,为临床麻醉药物选择提供理论支持。并进一步研究海马神经再生及其分子机制以探讨丙泊酚对创伤后应激障碍的保护作用的分子机制。 方法:实验采用8-9周龄的C57BL/6小鼠,随机分为四组,刺激+丙泊酚组(Shock+ Propofol,Sh+prop),刺激+生理盐水组(Shock+Normal Saline,Sh+NS),空白对照组(Sham)和丙泊酚组(Propofol,Prop)。刺激是通过情景条件恐惧反射实验将非条件性刺激(电击)和条件性刺激(环境和声音)进行记忆偶联。电击强度为0.7mA,持续时间为0.5s,环境温度为22℃,湿度为50-60%,光照强度为80勒克斯,声音强度为90dB,频率为1000Hz。丙泊酚和生理盐水处理组在刺激结束后30分钟腹腔注射丙泊酚(150mg/kg)和同体积的生理盐水,在小鼠恢复翻正反射后再次腹腔注射75mg/kg丙泊酚。空白对照组和丙泊酚组同样进行刺激流程而没有足底电击。刺激后1周,4周和6周分别进行高架十字迷宫实验(elevated plus maze,EPM),旷场试验(open field,OF),水迷宫实验(Morris water maze,MWM),情景测试和声音测试。观察小鼠焦虑行为,对环境和声音刺激的恐惧行为和小鼠的学习记忆能力,并对各组小鼠的行为进行比较以观察丙泊酚对创伤后应激障碍的作用。在刺激后1周,4周和6周进行取材,留取小鼠海马组织,进行蛋白印迹实验,比较各组小鼠 GABAA受体α5亚单位的蛋白表达情况;留取小鼠脑组织,进行高尔基染色,激光共聚焦显微镜下观察海马DG区神经细胞树突棘的密度,以比较各组小鼠海马DG区神经再生情况;对小鼠进行戊二醛灌注,留取小鼠海马DG区,电子显微镜下观察小鼠海马DG区突触的数量和突触长度,以比较各组小鼠的突触形态的改变。 结果:刺激后,小鼠对条件性刺激特别是声音刺激表现出显著的恐惧反应,这种强烈的恐惧反应一直持续到刺激后第6周。训练后4周,发生PTSD的小鼠出现明显的焦虑样行为,在旷场试验中表现为中央区停留时间和中央区穿越次数减少。刺激后PTSD小鼠表现出典型的创伤后应激障碍的症状,表现为在刺激后的环境测试和声音测试中,刺激+生理盐水组的僵直时间比空白对照组僵直时间显著延长(P<0.05),而丙泊酚能够起到保护作用,表现为刺激+丙泊酚组的僵直时间较刺激+生理盐水组显著降低(P<0.05),而且丙泊酚的保护作用持续至刺激后6周。发生PTSD的小鼠的学习记忆能力受损,表现为在水迷宫实验中,目标象限停留时间和穿越次数减少。PTSD小鼠海马GABAA受体α5亚单位的表达量下降。高尔基染色和电子显微镜显示,发生创伤后应激障碍的小鼠,在刺激后1周,4周和6周其海马DG区树突棘密度降低,突触减少,和突触长度变短。而丙泊酚能够逆转这些改变,表现出对创伤后应激障碍的保护作用。 结论:情景条件恐惧反射实验能够建立创伤后应激障碍小鼠模型。刺激结束早期给予小鼠麻醉剂量丙泊酚能够显著改善PTSD小鼠的恐惧反应,对降低创伤后应激障碍的发生有保护作用。丙泊酚能够提高海马DG区树突棘密度和突触数目,维持创伤后小鼠的神经再生功能以降低小鼠创伤后应激障碍的发生率。丙泊酚能够提高海马GABAA受体α5亚单位蛋白表达,促进海马DG区神经再生。本研究显示,麻醉剂量的丙泊酚可能通过刺激GABA受体,增强海马DG区神经再生和突触可塑性,从而减轻 PTSD小鼠的恐惧症状,提高 PTSD小鼠的学习记忆能力,发挥对PTSD的保护作用。