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临床上,吸入麻醉药是婴幼儿手术主要使用的麻醉剂,其中,七氟醚是妊娠期间的胎儿和新生儿手术最常使用的吸入麻醉药,对于这些处于快速发育期的哺乳动物大脑,接受七氟醚麻醉,其神经系统的结构和功能可能受到一定的影响。本研究旨在探讨七氟醚麻醉所引起的发育期大鼠学习记忆损伤和海马神经元树突棘形态改变中的分子机制。目的探讨七氟醚麻醉引起的新生大鼠学习记忆损伤和发育期海马神经元树突棘形态结构的改变,以及NMDAR-NMNAT1/2通路在以上改变中的作用,并探讨CREB/p-CREB是否涉及该通路机制且发挥作用。方法选取体重在10~15 g之间的7日龄健康雄性SD大鼠256只,随机分为4组(n=48):对照组(control组)吸入30%氧气6 h;七氟醚麻醉组(Sevo组)吸入3%七氟烷6 h;七氟醚麻醉+NMDA受体激动剂D-cycloserine组(Sevo+DCS组),提前一天予幼龄SD大鼠腹腔注射D-cycloserine 6 mg/kg后,于第二天吸入3%七氟烷6 h;和NMDA受体抑制剂AP-5(2-amino-5-phosphonovaleric acid)组(AP-5组),提前一天予幼龄SD大鼠腹腔注射AP-5 12.5mg/kg后,于第二天吸入30%氧气6 h。按照以上方法进行造模后,采用随机方法从各组取出16只大鼠,立即处死,取海马组织作为实验标本,采用Western blot方法检测海马神经元CREB/p-CREB和NMNAT1/2的表达水平。饲养其余大鼠成长到2月龄(性成熟期)时,行Morris水迷宫实验检测其空间学习记忆能力,认知功能测定结束后处死大鼠,取大脑海马组织,应用高尔基染色法观察海马神经元树突棘的形态和数量,采用Western blot方法检测海马神经元CREB/p-CREB和NMNAT1/2的表达水平,免疫荧光技术检测海马CA1区神经元NMNAT1/2蛋白的表达水平,采用实时荧光定量PCR技术检测海马神经元Nmnat1/2基因含量,采用免疫组化技术检测海马CA1区神经元中CREB/p-CREB蛋白的表达水平。结果1、Morris水迷宫实验:与control组比较,Sevo组和AP-5组大鼠逃避潜伏期延长和游泳总路程增加,原平台穿越次数减少(P<0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组逃避潜伏期和游泳总路程缩短,原平台穿越次数增加(P<0.05)。2、高尔基染色:与control组比较,Sevo组海马CA1区树突棘的总数量减少(P<0.05),其中细针状树突棘显著增加(P<0.05),而蘑菇状树突棘数量减少(P<0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组海马CA1区树突棘的总数量增加(P<0.05),其中细针状树突棘显著减少(P<0.05),而蘑菇状树突棘数量增加(P<0.05)。3、Western blot方法检测:与control组比较,7日龄和2月龄大鼠各组之间,其海马组织中CREB表达无明显差异(P>0.05),Sevo组和AP-5组p-CREB和NMNAT1、NMNAT2表达均减少(P<0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组p-CREB和NMNAT1、NMNAT2表达上调(P<0.05)。4、免疫荧光染色:与control组比较,Sevo组海马CA1区NMNAT1和NMNAT2阳性细胞表达减少(P<0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组NMNAT1和NMNAT2阳性细胞表达增高(P<0.05)。5、免疫组化染色:与control组比较,2月龄大鼠Sevo组海马神经元中p-CREB蛋白表达明显下调(P<0.05),Sevo+DCS组海马组织中p-CREB蛋白表达无明显统计学差异(P>0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组海马组织中p-CREB蛋白表达增高(P<0.05);各组比较CREB蛋白表达无明显差异(P>0.05)。6、RT-PCR:与control组比较,Sevo组和AP-5组Nmnat1/2基因相对含量降低(P<0.05);与Sevo组比较,Sevo+DCS组Nmnat1/2相对含量增高(P<0.05)。结论新生SD大鼠长时间暴露于高浓度的七氟醚,可通过抑制发育期大脑海马神经元的NMDA受体,使得CREB的磷酸化水平降低,NMNAT1和NMNAT2表达水平降低,引起发育期海马神经元树突棘形态改变,树突棘总数量减少,成熟树突棘数量减少,从而造成新生大鼠长期学习记忆功能低下。