本文關(guān)鍵詞：DNA甲基化在七氟烷暴露致新生大鼠遠(yuǎn)期認(rèn)知功能損傷中的作用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的隨著醫(yī)療水平的提高,全世界每年有數(shù)以百萬計的嬰幼兒因手術(shù)需要接受麻醉暴露。嬰幼兒階段是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的高峰期和敏感期,其中樞神經(jīng)系統(tǒng)較成人更容易受到麻醉藥物的損害。目前全身麻醉藥致認(rèn)知功能損傷的機制可能與細(xì)胞凋亡、中樞炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、Aβ聚集等有關(guān)。七氟烷因動態(tài)穩(wěn)定性好、呼吸道刺激性小、消除快等特點而成為兒科最常用的全身麻醉藥物之一。但是,與其他麻醉藥物一樣,七氟烷可引起神經(jīng)元凋亡和認(rèn)知功能損傷,其機制尚不清楚。表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)是DNA序列不發(fā)生改變的情況下,基因表達(dá)發(fā)生改變并產(chǎn)生可遺傳表型的科學(xué),其主要通過DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA干擾等方式調(diào)控基因的表達(dá)。其中DNA甲基化修飾在學(xué)習(xí)記憶中的作用越來越受到關(guān)注。突觸可塑性被認(rèn)為是構(gòu)成學(xué)習(xí)記憶的重要神經(jīng)化學(xué)基礎(chǔ),其損害可導(dǎo)致認(rèn)知功能損傷。近年來對于突觸可塑性機制的研究主要集中于突觸可塑性相關(guān)蛋白的研究。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛存在的一類參與神經(jīng)元發(fā)育、分化和存活的營養(yǎng)因子。絡(luò)絲(Reelin)蛋白是一種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,參與神經(jīng)元的遷移和定位,在腦發(fā)育過程中具有重要作用。蛋白磷酸酶1(Protein phosphatases 1, PP1)是絲氨酸／蘇氨酸特異性的磷酸酶,廣泛參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,與學(xué)習(xí)記憶過程密切相關(guān)。這些突觸可塑性相關(guān)基因的表達(dá)受多種機制調(diào)控,其中包括DNA甲基化。我們推測,突觸可塑性相關(guān)基因甲基化的改變可能參與七氟烷暴露致新生大鼠認(rèn)知功能損傷的發(fā)生發(fā)展。本研究中,運用七氟烷致認(rèn)知功能損傷的動物模型,從突觸可塑性相關(guān)基因甲基化、基因表達(dá)水平及樹突棘數(shù)目的變化,探討七氟烷損害發(fā)育期大腦認(rèn)知功能的可能機制,為其防治提供新的理論依據(jù)和重要干預(yù)靶點。方法出生后7 d(P7)雄性Sprague-Dawley (SD)大鼠,吸入3%七氟烷+30%O2 (2L/min) 2h,連續(xù)吸入3 d(P7-9),建立七氟烷致認(rèn)知功能損傷的動物模型。七氟烷吸入前1 h,分別側(cè)腦室注射5-氮雜-2'-脫氧胞苷(1 mg/kg,2 μl; 5-Aza-2'-deoxycytidine,5-AZA, DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑)或等容二甲基亞砜(Dimethyl sulphoxide, DMSO)。第一批大鼠(n=60)用于認(rèn)知行為學(xué)研究,隨機均分為以下五組：對照組(Control組)、對照+5-AZA組(Control+5-AZA組)、七氟烷組(Sevoflurane組)、七氟烷+DMSO組(Sevoflurane+DMSO組)及七氟烷+5-AZA組(Sevoflurane+5-AZA組)；第二批大鼠(n=176)用于生化檢測,隨機均分為以下四組：Control組、Sevoflurane組、Sevoflurane+DMSO組及Sevoflurane+5-AZA組。第一批大鼠分別在P39、P41-43和P50-57行曠場實驗(Open field test, OF)、場景性條件性恐懼實驗(Fear conditioning test, FC)和Morris水迷宮實驗(Morris water maze test, MWM)檢測大鼠運動和學(xué)習(xí)記憶能力。第二批大鼠在七氟烷暴露后1、6、24 h和30 d,斷頭取腦,進(jìn)行生化指標(biāo)的檢測。采用高爾基染色檢測七氟烷暴露后30 d大鼠海馬區(qū)錐體神經(jīng)元樹突棘的數(shù)目；采用實時定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR)及免疫印跡(Western blotting, WB)檢測海馬區(qū)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferases, DNMTs)、甲基胞嘧啶結(jié)合蛋白2 (Methyl-CpG binding protein 2, MeCP2)、BDNF、Reelin和PP1的mRNA和蛋白水平；采用甲基特異性qPCR (MSP)檢測七氟烷暴露后6 h和30 d海馬區(qū)BDNF和Reelin基因的甲基化水平。結(jié)果場景性恐懼實驗測試階段,與Control組比較,Sevoflurane組僵直反應(yīng)明顯減少(P0.05)；與Sevoflurane+DMSO組比較,Sevoflurane+5-AZA組僵直反應(yīng)明顯增加(P0.05)。水迷宮實驗中,與Control組比較,Sevoflurane組于第3-7天逃避潛伏期明顯延長,在目標(biāo)象限停留時間明顯縮短(P0.05)；與Sevoflurane+DMSO組比較,Sevoflurane+5-AZA組于第5-7天逃避潛伏期明顯縮短,在目標(biāo)象限停留時間明顯延長(P0.05)。高爾基染色中,與Control組相比,Sevoflurane組在七氟烷暴露后30 d大鼠海馬區(qū)的錐體神經(jīng)元樹突棘數(shù)目明顯減少(P0.05)；與Sevoflurane+DMSO組相比,Sevoflurane+5-AZA組在七氟烷暴露后30 d海馬區(qū)錐體神經(jīng)元樹突棘數(shù)目明顯增加(P0.05)。在qPCR及WB檢測中,與Control組相比,Sevoflurane組海馬區(qū)DNMT3a和DNMT3b的mRNA和蛋白水平在七氟烷暴露后6、24 h和30 d明顯增加(P0.05); MeCP2、BDNF和Reelin的mRNA水平在七氟烷暴露后6、24 h和30 d明顯減少(P0.05)；其蛋白水平在七氟烷暴露后24 h和30 d明顯減少(P0.05)；提前給予5-AZA可逆轉(zhuǎn)七氟烷暴露引起的以上變化。在MSP檢測中,與Control組相比,Sevoflurane組海馬區(qū)BDNF和Reelin基因的甲基化水平在七氟烷暴露后6 h和30 d明顯增加(P0.05)；與Sevoflurane+DMSO組比較,Sevoflurane+5-AZA組BDNF和Reelin基因的甲基化水平在七氟烷暴露后6 h及30 d明顯減少(P0.05)。結(jié)論七氟烷暴露可引起新生大鼠遠(yuǎn)期認(rèn)知功能損傷,可能與突觸可塑性相關(guān)基因BDNF和Reelin甲基化水平增加,導(dǎo)致BDNF和Reelin表達(dá)降低,進(jìn)一步引起海馬區(qū)錐體神經(jīng)元樹突棘數(shù)目減少有關(guān)。DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-AZA預(yù)處理可明顯改善這些損傷。本研究結(jié)果表明七氟烷致新生大鼠遠(yuǎn)期認(rèn)知功能損傷與海馬內(nèi)突觸可塑性相關(guān)基因BDNF和Reelin的高甲基化密切相關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：七氟烷 認(rèn)知 海馬 DNA甲基化 突觸可塑性 新生大鼠
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R614
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• 英文摘要7-11
• 中英文縮略詞11-12
• 前言12-15
• 材料和方法15-26
• 結(jié)果26-32
• 討論32-35
• 結(jié)論35-36
• 參考文獻(xiàn)36-42
• 附錄一 綜述42-50
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 附錄二 發(fā)表文章目錄50-51
• 臨床培訓(xùn)小結(jié)51-53
• 致謝53-54

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊小霖;Edmond Eger;Manohar Sharma;;七氟烷在小鼠中的代謝研究[J];四川醫(yī)學(xué);2012年11期

2 李麗;呂國義;鄧^

本文編號：317889