雷帕霉素改善麻醉导致的POCD的作用及其机制研究

目的:考察雷帕霉素对麻醉导致术后认知障碍(post operative cognitive dysfunction,POCD)大鼠认知功能的影响并探索其可能机制.方法:Wistar大鼠连续7 d腹腔注射70 mg/kg氯胺酮,建立麻醉后POCD模型.随机分为模型组、雷帕霉素组、依维莫司阳性组、3-甲基腺嘌呤组.模型组腹腔注射等量生理盐水,雷帕霉素组腹腔注射3.5 mg/kg雷帕霉素,依维莫司阳性组腹腔注射5.0 mg/kg依维莫司,3-甲基腺嘌呤组腹腔注射3.5 mg/kg雷帕霉素+2.0 mg/kg 3-甲基腺嘌呤,连续7 d.采用Morriss水迷宫测定停留时间、穿台次数和工作记忆潜伏时间.采用ELISA法测定海马铁蛋白H(Ferritin H)、铁蛋白L(Ferritin L)、S100β、Beclin1蛋白,Western-blot法测定海马磷脂酰肌醇-3-羟激酶(P13K)、磷酸化蛋白激酶B(P-AKT)、磷酸化雷帕霉素靶蛋白(P-mTOR)、真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1).结果:雷帕霉素组停留时间、穿台次数明显高于模型组(t=6.645,P<0.01;t=5.961,P<0.01),工作记忆潜伏时间低于模型组(t=3.799,P<0.01);雷帕霉素组Ferritin H、Ferritin L、S100β明显低于模型组(t=3.248,P<0.01;t=4.137,P<0.01;t=2.915,P<0.01).3-甲基腺嘌呤组停留时间、穿台次数低于雷帕霉素组(t=5.138,P<0.01;t=4.437,P<0.01),工作记忆潜伏时间明显高于雷帕霉素组(t=2.808,P<0.05);3-甲基腺嘌呤组Ferritin H、Ferritin L、S100β明显高于帕霉素组(t=2.247,P<0.05;t=3.330,P<0.01;t=2.119,P<0.05).雷帕霉素组给药后,P13K、P-AKT蛋白水平无变化,P-mTOR和P-4EBP1蛋白表达下调,使用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤后,P-mTOR和P-4EBP1蛋白表达上调.结论:雷帕霉素可改善麻醉导致POCD大鼠的认知功能,其作用机制可能和雷帕霉素激活mTOR信号通路促进自噬有关.