丙泊酚对老年雄性大鼠认知功能及海马生物钟基因表达的影响及机制研究

丙泊酚对老年雄性大鼠认知功能及海马生物钟基因表达的影响及机制研究背景与目的：丙泊酚（Propofol）是常用的静脉麻醉药，但在其广泛应用中发现丙泊酚有遗忘作用，这可能是其导致术后认知功能障碍（POCD）的诱因。POCD是临床术后常见的中枢神经系统并发症且其发生率一直居高不下，但其具体发生机制尚未明确。高龄是其目前唯一明确而有意义的影响因素。大脑的海马区主要负责机体的学习记忆和空间定位，且与突触可塑性的关系非常密切。长期突触可塑性主要有长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）两种表现形式，被公认为是机体学习记忆功能的神经基础。生物钟基因对神经元的可塑性形成和学习记忆等方面有调控作用，但丙泊酚诱使POCD发生的机制与生物钟基因之间的关系尚不清楚。本实验主要研究丙泊酚对认知功能及海马生物钟基因表达的影响，为临床进一步研究提供参考。实验通过观察丙泊酚对老年雄性大鼠学习记忆能力的影响，及其对海马生物钟基因表达的影响，探讨丙泊酚诱使POCD发生的机制与生物钟基因的关系。方法：老年雄性SpragueDawley（SD）大鼠（体重为500g-550g，18个月月龄）72只，随机分为3组，丙泊酚30mg/（kg·h）组、丙泊酚50mg/（kg·h）组和对照组，每组24只。丙泊酚30mg/（kg·h）组和丙泊酚50mg/（kg·h）组分别按各自剂量，持续静脉泵注丙泊酚4h，对照组避免应激4h。分别于苏醒后0h、4h、24h和72h，每组随机选取6只大鼠进行Morris水迷宫实验测定大鼠空间学习记忆能力，测试结束后将大鼠进行断头处死，取其海马组织，提取组织总RNA后，应用实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）对Per2、Dbp、Arc、Egr1、Krox20和NGFI-B进行定量检测和分析。结果：1．Morris水迷宫测试结果：（1）定位航行实验：麻醉后P30组和P50组的潜伏期比C组长，差异有统计学意义（P＜0.05），且P50组比P30组潜伏期延长更明显（P＜0.05）；P30组术后0h、4h和24h时间点与术前比较差异有统计学意义（P＜0.05）；P50组麻醉后与术前比较差异有统计学意义（P＜0.05）。（2）空间探索实验结果：术前各组大鼠穿越原平台次数，比较差异无统计学意义（p＞0.05）；P30组和P50组穿越原平台次数比C组减少（P＜0.05），P50组穿越原平台次数比P30组减少更明显（P＜0.05）；术后72h时间点与术后24h比较，P30组和P50组穿越原平台次数有所增加（P＜0.05）。2．RT-qPCR定量检测结果：（1）Per2基因：P30组和P50组术后0h、4h、24h与C组比较，表达量减少（P＜0.05），P50组较P30组per2的表达量减少更明显（P＜0.05），随着时间的延长，差异缩小，P30组术后24h时与C组比较差异无统计学意义（P＞0.05），P50组术后72h与C组比较，Per2基因的表达量少；（2）Arc基因：P30和P50在术后0h、4h与C组比较Arc的表达量减少（P＜0.05）；术后24小时P30组与C组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），P50组术后72h时与C组比较，Arc的表达量少（P＜0.05）；（3）Egr1基因：P30和P50在术后0h、4h的Egr1的表达量减少（P＜0.05）；术后24小时P30组与C组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），P50组术后72h时与C组和P30组比较，Egr1的表达量少（P＜0.05）（4）NGFI-β基因：P30组和P50组在术后0h、4h、24h时与C组比较NGFI-β的表达量减少，且P50组比P30组减少明显（P＜0.05）；术后72小时P30组和P50组与C组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（5）Dbp基因：P30组和P50组在术后0h、4h、24h与C组比较，Dbp的表达量增加（P＜0.05），且P50组较P30组Dbp的表达量增加的更明显（P＜0.05），术后72h时P30组和P50组与C组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。（6）Krox20基因：Krox20基因：P30和P50术后各时间点与C组比较，Krox20的表达量大幅度降低（P＜0.05），P30组与P50组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：1.丙泊酚静脉麻醉可导致大鼠的空间学习记忆能力下降，大剂量的用药可能会加重这种损伤，但短时间内可恢复。2.丙泊酚能够影响生物钟基因的表达，可能与丙泊酚诱使POCD产生有关。本研究的创新点：选择老年雄性大鼠，采用贴近临床实际的持续静脉泵注方式给药，比较了30mg/（kg·h）和50mg/（kg·h）剂量丙泊酚静脉泵注4h后，分别在苏醒后0h、4h、24h和72h，四个不同时间