異甘草素預處理對老齡大鼠 術后認知功能及BDNF通路的影響

【摘要】目的探討異甘草素(isL預處理對老齡大鼠術后認知功能及腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（bdnF通路的影響。方法將 SPF級健康雄性老齡SD大鼠54只，采用隨機數(shù)字表法分為對照組(C組、手術組(S組、SL+手術組(P組，每組18只。手術組大鼠 采用10%水合氯醛腹腔注射，待翻正反射消失后行剖腹探查術，即常規(guī)仰臥位法固定大鼠，消毒腹部皮膚,于肋下0.5cm位置沿腹中線 作3cm左右縱向切口，每5min進行一次腹腔探查，分別探查肝、胃、小腸、大腸，手術時間20min,完成探查后關閉腹腔。C組麻醉后不 進行手術,S、組行剖腹探查術;P組于手術前連續(xù)5d給予15mg/kg的ISL灌胃,C、S組給予等量生理鹽水灌胃。于術前5d及術后1、 3、7d進行Morris水迷宮實驗,記錄大鼠逃避潛伏期和游泳距離;水迷宮測試結束后取大鼠海馬組織，采用Westemblot法檢測BDNF、 釀氨酸激酶B(TrkB)蛋白含量。結果與C組相比，術后各時點S、組逃避潛伏期和游泳距離明顯延長,BDNF、TrkB蛋白含量明顯 降低(均P<0.05 ;與S組比較，術后各時點P組逃避潛伏期和游泳距離明顯縮短,BDNF、TrkB蛋白含量明顯增加（均P<0.05)。結 論ISL可能通過增加BDNF及細胞膜上的受體TrkB的表達，激活下游信號通路,改善術后認知功能。

【關鍵詞】異甘草素術后認知功能腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子酷氨酸激酶B

術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunc- 癥，主要表現(xiàn)為焦慮、人格改變、學習記憶受損等^[1-2]。

tion,POCD)是老年患者術后常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā) POCD嚴重影響患者術后生活質量，甚至增加遠期病死

率^[3]，且確切發(fā)病機制尚不清楚，如何防止也缺乏有效手 段。近年來研究發(fā)現(xiàn),腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain de-rived neurotrophic factor, BDNF) 及其受體釀氨酸激酶 B (tropomyosin receptor kinase B, TrkB)信號通路能調控神 經(jīng)元增殖與分化、突觸可塑性、神經(jīng)遞質釋放等,在丙泊
酚所致POCD中扮演重要角色^[4]。異甘草素fcoliquiriti- genin,ISl)是從甘草中提取的一種黃酮類物質，具有抗 炎、抗氧化^[5]、抗神經(jīng)元凋亡氣改善學習記憶等作用^[7]。 本研究旨在觀察ISL預處理對老齡大鼠術后認知功能 及BDNF通路的影響，以進_步探討該疾病的發(fā)病機制 和防治方法。

試劑與設備ISL

Morris水迷宮 設備(上海欣軟科技有限公司，型號:XR-XM101)。

以往對POCD的相關研究多集中于心臟手術，近年 來研究發(fā)現(xiàn),在非心臟手術患者中POCD的發(fā)病率高達 40%~50%,隨著人口老齡化的增加,POCD的發(fā)生率亦 隨之增高，因此預防及治療POCD具有重要的臨床意 義。本實驗通過剖腹探查術建立傷害性刺激模型，結果 表明與C組比較,S、P組小鼠術后認知功能明顯降低， 證實手術引起的傷害性刺激參與POCD的發(fā)生。

現(xiàn)代藥理表明，甘草除具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、 免疫調節(jié)等作用外，還具有顯著的神經(jīng)保護作用^[10]。ISL 為甘草中有效成分之在神經(jīng)保護方面主要有抗缺血 再灌注損傷™、抗氧化^[12]、改善學習及記憶能力等作 用^[13]。詹春等^[14]發(fā)現(xiàn)ISL可改善小鼠腦缺血再灌注損傷 所致學習記憶障礙、改善異常腦血流及腦組織能量代 謝，在腦缺血再灌注腦損傷中發(fā)揮保護作用。因此本實 驗通過大鼠相關行為學指標檢測，深入探討ISL預處理 對于大鼠術后認知功能的影響。

Morris 水迷宮常作為神經(jīng)退行性疾病動物模型研 究方法之_，用于評估學習認知和空間記憶等行為學， 且檢測老年動物認知功能減低較為敏感^[' 本研究于術 前5d進行定位航行實驗，顯示各組逃避潛伏期及游泳 距離差異無統(tǒng)計學意義，證實在給予ISL預處理后，對 于正常大鼠認知能力未見明顯影響。術后l、3、7d,與S 組比較,P組逃避潛伏期和游泳距離明顯縮短，表明ISL 預處理對于術后大鼠認知功能下降有_定的改善作用。

BDNF是由神經(jīng)元、神經(jīng)膠質細胞等多種細胞合成 和分泌的神經(jīng)營養(yǎng)蛋白，它對參與情感和認知功能的 關鍵腦區(qū)回路中的神經(jīng)元的生存、生長和維持起著至關 重要的作用^[16]。BDNF與細胞膜上的TrkB受體特異性 結合后，可以通過激活下游信號分子促進促進神經(jīng)元增 殖與凋亡等，參與認知功能的調節(jié)™。研究發(fā)現(xiàn)敲除 BDNF基因的小鼠，其TrkB蛋白表達明顯下降,小鼠學 習能力出現(xiàn)障礙^[18]。BDNF信號通路參與了多種神經(jīng)系 統(tǒng)疾病中認知功能障礙的發(fā)生與發(fā)展，且使用TrkB激 動劑激活BDNF-TrkB信號通路后,認知功能得到改善。 已被證實BDNF的表達受傷害性刺激影響，炎癥因子 (IL-6JL-1P等）可以抑制神經(jīng)細胞BDNF的合成和表 達。阿爾茲海默癥模型中證實，SL能有效抑制上述炎 性因子的生成，上調BDNF表達^[19]。因此本實驗預測ISL 可通過抑制炎癥作用調控BDNF-TrkB信號通路，改善 術后認知功能。實驗結果證實了該假說,通過對海馬區(qū) BDNF、TrkB蛋白含量進行了相關檢測，顯示與S組比 較，P組大鼠術后各時點海馬區(qū)BDNF、TrkB蛋白表達

水平明顯增加，提示ISL能夠有效增強BDNF-TrkB信 號通路的活化，改善老齡大鼠術后的認知功能。

本實驗僅對創(chuàng)傷性刺激所致的POCD進行了相關 研究,未進行BDNF-TrkB信號通路上、下游基因檢測， 也未進行術后更長時間的認知功能的評估，這可在今后 的研究中進_步探討。