BDNF信号通路在小鼠POCD中的作用及单肺通气患者潮气量对预后的影响

发布时间：2018-05-28 04:00

本文选题：POCD + BDNF　；参考：《北京协和医学院》2017年博士论文

【摘要】：背景与目的术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)是指麻醉、手术后病人出现的认知功能下降。已有研究证实手术引起的伤害性刺激参与POCD的发生,但其具体机制尚未明确。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是由神经元、神经胶质细胞等多种细胞合成和分泌的神经营养蛋白,BDNF已被证实参与认知功能的调节。外周伤害性刺激可以引起大脑BDNF表达的变化。另一方面,BDNF信号通路激活后可以通过影响神经元增殖与分化、长时程增强、突触重塑等改善认知功能。因此,BDNF在手术伤害性刺激引起的认知功能障碍的发生机制中可能扮演重要角色。本课题拟通过构建小鼠后爪趾短屈肌切割模型(plantar incision,PI),观察手术伤害性刺激对术后学习功能的影响、BDNF的表达及BDNF信号通路活化情况,探讨手术伤害性刺激是否通过抑制BDNF信号通路导致小鼠术后学习功能障碍。研究方法1.比较正常对照组、异氟醚组、手术组、术后镇痛组小鼠在术后行为学、BDNF表达、BDNF信号通路活化及炎症因子表达的差异。9月龄雄性C57BL/6小鼠,体重35～40 g,采用随机数字表法随机分为以下四组:(1)正常对照组(Control);(2)异氟醚组(Isoflurane):1.5%异氟醚吸入麻醉15 min;(3)手术组(Surgery):1.5%异氟醚吸入麻醉下行双侧足底趾短屈肌切割手术;(4)术后镇痛组(Surgery+ EMLA):1.5%异氟醚吸入麻醉下行双侧趾部切口手术,术后每8h涂抹一次复方利多卡因乳膏进行术后镇痛。术后第3天及第7天检测四组小鼠恐惧学习能力(通过条件恐惧检测的僵直时间反映);术后1～7天检测小鼠足底机械痛阈值;术后3天通过旷场试验检测小鼠自发运动功能;术后3天通过ELISA法检测杏仁核、海马区BDNF表达水平;通过Western-blot法检测BDNF信号通路中TrkB蛋白表达及磷酸化水平、Bcl-2/Bax表达水平;通过免疫荧光对海马齿状回神经元增殖情况进行检测;通过ELISA法检测术后1天及3天小鼠海马及杏仁核区IL-6、IL-1β的表达水平。2.使用TrkB受体拮抗剂ANA-12干预BDNF信号通路比较溶剂组和拮抗剂组小鼠在术后行为学、BDNF信号通路活化的改变。9月龄雄性C57BL/6小鼠,体重35～40 g,采用随机数字表法随机分为以下两组:(1)溶剂组(Surgery + EMLA +Vehicle);(2)拮抗剂组(Surgery+ EMLA +ANA)。两组均行足底趾短屈肌切割手术,在手术开始前及术后每天腹腔注射溶剂或ANA-12,并在术后3天通过条件恐惧实验检测小鼠恐惧学习能力;通过Western-blot法检测BDNF信号通路中TrkB蛋白表达及磷酸化水平、Bcl-2/Bax表达水平;通过免疫荧光法对海马齿状回神经元增殖情况进行检测。研究结果1.与正常对照组相比,异氟醚组小鼠术后学习能力的差异无统计学意义;与异氟醚组相比手术组小鼠在术后3天恐惧学习能力显著下降,术后7天无明显差异;与异氟醚组相比,术后镇痛组小鼠术后学习能力的差异无统计学意义。2.与异氟醚组相比,手术组小鼠术后足底机械痛阈值显著下降并持续至术后5天,术后镇痛组小鼠机械痛阈值的差异无统计学意义;手术组杏仁核及海马区BDNF表达显著下降;手术组海马BDNF信号通路中TrkB磷酸化表达显著下降;手术组凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax显著降低;手术组海马齿状回新生神经元及神经胶质细胞数目显著降低。与异氟醚组相比,术后镇痛组小鼠杏仁核及海马区BDNF表达、TrkB磷酸化、Bcl-2/Bax无明显改变,海马齿状回新生神经元及神经胶质细胞数目的差异无统计学意义。ELISA结果表明,与异氟醚组相比手术组小鼠术后1天杏仁核IL-6表达显著增加,术后1天及3天海马、杏仁核IL-1β表达均显著增加;与异氟醚组相比,术后镇痛组小鼠海马及杏仁核IL-6和IL-1β表达的差异无统计学意义。3.与溶剂组相比,拮抗剂组小鼠术后条件恐惧检测中僵直时间显著下降;TrkB磷酸化表达显著下调;Bcl-2/Bax显著下调;海马齿状回神经元增殖显著下调。结论1.小鼠足底趾短屈肌切割手术引起的伤害性刺激降低小鼠术后学习能力。2.海马及杏仁核BDNF表达及BDNF信号通路活化参与手术伤害性刺激引起的术后学习功能障碍。3.手术伤害性刺激可以引起神经炎症反应,这可能是手术伤害性刺激引起海马及杏仁核BDNF表达下降的原因。背景与目的术后呼吸系统并发症在术中单肺通气患者中的发生率较高,是胸科手术患者术后死亡的主要原因之一。术中机械通气的潮气量可以影响术后呼吸系统并发症的发生率,过高的潮气量甚至会引起机械通气相关肺损伤。临床研究中术中单肺通气时的潮气量对术中单肺通气患者术后呼吸系统并发症发生率的影响目前尚无一致结论。本研究主要目的是通过Meta分析比较术中非小潮气量单肺通气和小潮气量单肺通气对术后呼吸系统并发症发生率的影响。研究方法检索PubMed,EMBASE,Cochrane,Ovid Medline并纳入比较术中单肺通气潮气量的临床随机对照试验研究,根据Cochrane系统评价标准对纳入文章进行偏倚评价。以术后呼吸系统并发症发生率作为主要结局指标,以术后住院时间、术中气道平台压和平均动脉压作为次要结局指标采集纳入文章信息并进行Meta分析。研究结果本研究共纳入11篇文章,657位患者。与术中非小潮气量单肺通气组患者相比,小潮气量单肺通气组患者术后呼吸系统并发症发生率降低(OR 0.29;95%CI 0.15～0.57;P0.01)、术中气道平台压降低(MD-3.75;95%CI-5.74～-1.76;P0.01),两组患者术后住院时间、平均动脉压间的差异无统计学意义。结论术中单肺通气患者,使用小潮气量加用PEEP可以降低术后呼吸系统并发症的发生率。
[Abstract]:Brain - derived neurotrophic factor ( BDNF ) is an important role in the pathogenesis of cognitive impairment induced by surgical trauma . The levels of BDNF in hippocampus were detected by Western - blot . The levels of expression and phosphorylation of TrkB protein were detected by Western - blot . The levels of IL - 6 and IL - 1尾 were detected by ELISA . The results showed that the expression of TrkB protein and the expression of BDNF in hippocampus and hippocampus were significantly decreased compared with isoflurane group . The expression of BDNF in hippocampus and hippocampus were significantly decreased compared with isoflurane group . The mean arterial pressure was decreased ( MD - 3.75 ; 95 % CI - 5.74 ~ - 1.76 ; P0.01 ) . There was no significant difference between the two groups after operation . Conclusion In patients with single lung ventilation , the incidence of postoperative respiratory complications can be reduced by using small tidal volume plus using positive pressure .
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R614

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