泛素蛋白酶体系统在异丙酚对恐惧记忆影响中的作用

发布时间：2018-02-10 23:21

本文关键词： 异丙酚记忆泛素蛋白酶体系统蛋白质降解　出处：《上海交通大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：研究背景麻醉病人在术前常经历一些应激事件,比如车祸或外伤,手术前的焦虑或恐惧,有创操作以及全麻诱导时短暂出现的急性呼吸困难等。而病人一旦将这些伤害性信息获取并形成记忆无疑将对其身心产生严重的影响。因此,在获取以上这些伤害性信息之后,如何有效地减少甚至阻断这些伤害性信息形成永久记忆具有十分重大的临床意义。异丙酚因起效快,作用时间短,反复使用无蓄积,可控性好,而广泛用于全身麻醉的诱导,全身麻醉的维持以及各种侵入性检查的的麻醉等。因而,明确异丙酚对恐惧记忆的影响具有重大的临床意义。既往有关异丙酚麻醉对恐惧记忆的影响众说纷纭。一方面,有研究发现异丙酚麻醉可以损害恐惧记忆的形成:如Semba等发现,成年雄性Wistar大鼠在IA(抑制性回避,inhibitory avoidance,IA)训练结束后即刻若接受60mg/kg的异丙酚麻醉,其24小时后的避暗潜伏期将明显缩短。而Gorman等的研究发现成年雄性Wistar大鼠在海马依赖的IA训练结束后的3小时内只有接受较高剂量(150mg/kg或200mg/kg)的异丙酚麻醉,其12小时后的避暗潜伏期才会明显缩短。而另一方面,有研究显示异丙酚麻醉非但不会损害恐惧记忆的形成,还会对恐惧记忆的形成起到增强作用。如最近一项来自意大利罗马大学的研究发现,成年雄性SD大鼠IA训练结束后的30分钟内若接受300mg/kg或350mg/kg的异丙酚麻醉,其48小时后的避暗潜伏期将较对照组显著延长。由此可知,异丙酚麻醉对恐惧记忆形成的真实效应,尚需进一步的研究予以揭示。全身麻醉药物对记忆影响的机制至今尚不清楚。目前,研究主要集中在全麻药物影响记忆形成相关蛋白的合成方面。众所周知,蛋白质功能的发挥有赖于蛋白质自身的功能状态和数量的多少。影响蛋白质功能的因素除了常见的理化因素外,就是可与之发生共价连接的翻译后修饰,如磷酸化,乙酰化,苏木化,泛素化等。其中泛素化不仅可影响蛋白质的功能状态,其还可影响蛋白质的数量,即泛素介导的依赖ATP的蛋白酶体降解。对于这样一种既能影响蛋白质功能状态又可影响蛋白质含量的系统,其在记忆的形成中又有怎样的作用呢?既往众多的研究发现,恐惧记忆的巩固和再巩固均需要泛素蛋白酶体(the ubiquitin proteasome system,UPS)的参与,尤其是泛素蛋白酶体所介导的蛋白质降解。如有研究显示,CD1小鼠在Morris水迷宫训练完成的即刻接受蛋白酶体抑制剂,其24小时后在定位航行试验中的表现明显较对照组差,同时接受Morris水迷宫训练完成的CD1小鼠在24小时场景再现后即刻接受蛋白酶体抑制剂,其24小时后的定位航行表现亦较对照组明显差。那么泛素蛋白酶体系统是否也在异丙酚对恐惧记忆的影响中发挥着重要作用呢?如果泛素蛋白酶体系统参与异丙酚对恐惧记忆的影响,那么其机制又是怎样呢?这值得我们的探究。本研究旨在揭示异丙酚对恐惧记忆形成的真实效应,探究泛素蛋白酶体系统在异丙酚对恐惧记忆影响中的作用及其机制。研究方法本项研究包括四部分。第一部分,我们旨在探究异丙酚对恐惧记忆形成的真实效应。成年雄性SD大鼠16只,随机分为N组和P组。N组和P组实验大鼠分别在IA训练完成的即刻接受腹腔注射15ml/kg生理盐水和150mg/kg的异丙酚麻醉,24小时后进行恐惧记忆测试。第二部分,我们旨在探究异丙酚麻醉后实验动物海马内泛素蛋白酶体系统的变化。成年雄性SD大鼠20只随机分为Nv组,N组和P组。N组和P组实验动物在IA训练结束即刻分别接受腹腔注射15ml/kg生理盐水,150mg/kg的异丙酚麻醉,1小时后取海马进行海马内蛋白泛素化水平的检测。Nv组实验大鼠不做任何处理,处死后取海马,进行海马内蛋白泛素化水平的评估,反映实验大鼠在自然状态下海马内蛋白的泛素化水平。第三部分,我们旨在探究泛素蛋白酶体系统在异丙酚对恐惧记忆影响中的作用。行为学方面,成年雄性SD大鼠40只在海马内置管后随机分为D+N组,R+N组,D+P组,R+P组。D+N组实验大鼠在IA训练前5min接受海马内注射Dmso 0.5ul/side,IA训练后即刻接受腹腔注射生理盐水15ml/kg;R+N组实验动物在IA训练前5min接受海马内注射PYR41(200umol/ul)0.5ul/side,IA训练完成即刻接受腹腔注射生理盐水15ml/kg;D+P组实验大鼠在IA训练前5min接受海马内注射Dmso 0.5ul/side,IA训练后即刻接受腹腔注射150mg/kg异丙酚麻醉;R+P组实验动物在IA训练前5min接受海马内注射PYR41(200umol/ul)0.5ul/side,IA训练完成即刻接受腹腔注射150mg/kg异丙酚麻醉。分子方面,成年雄性SD大鼠24只在海马内置管后随机分为D+N组,R+N组,D+P组,R+P组。各组大鼠所接受药物处理和行为学处理同前,均在IA训练结束后1小时,取海马,检测海马内蛋白的泛素化水平。第四部分,我们旨在探究异丙酚麻醉后实验动物海马内发生的是何种形式的泛素化或者说我们旨在探究异丙酚麻醉是否会使实验动物海马内蛋白降解增加。我们用特异识别K48连接的多聚泛素化链的抗体来对本项研究第二部分中所制备的蛋白样品进行检测,评价实验动物在异丙酚麻醉后所发生的泛素化是不是K48连接特异的。结果1.成年雄性SD大鼠在IA训练结束后即刻接受腹腔注射150mg/kg的异丙酚麻醉,其24小时后的避暗潜伏期明显缩短。2.成年雄性SD大鼠在IA训练完成后即刻接受腹腔注射150mg/kg的异丙酚麻醉,1小时后,其海马内蛋白的泛素化水平显著升高.3.在IA训练前5min给予实验动物海马内注射泛素活化酶E1抑制剂PYR41可明显改善异丙酚麻醉所致的恐惧记忆损伤,同时可逆转异丙酚麻醉所致的实验动物海马内蛋白的泛素化改变。4.成年雄性SD大鼠在IA训练结束即刻接受腹腔注射异丙酚150mg/kg,1小时后,其海马内蛋白所发生的泛素化修饰并不是K48特异的。结论异丙酚可损害恐惧记忆的形成,且泛素蛋白酶体系统在异丙酚损害恐惧记忆的过程中发挥着重要的作用。此外,异丙酚麻醉并不会引起机体蛋白质降解增加。
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【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R614

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