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第一部分:NLRP3炎症小体在脓毒症相关性脑病小鼠认知功能损伤中的作用目的脓毒症相关性脑病(sepsis-associated encephalopathy,SAE)是ICU脓毒症患者中枢神经系统常见的并发症,患者常伴有认知功能损伤和精神障碍,SAE可增加患者死亡率并且加重家庭和社会负担。目前,SAE是重症医学和神经科学广泛关注的焦点,然而其机制尚不完全清楚。核苷酸结合寡聚化结构域(Nod)样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体是Nod家族成员之一,是目前研究最广泛的炎症小体之一,本研究观察NLRP3炎症小体在脓毒症相关性脑病(sepsis-associated encephalopathy,SAE)小鼠认知功能损伤中的作用。方法取C57BL/6雄性小鼠60只,2-3月龄,应用随机数字表法将之随机分为假手术组(Sham组)和脓毒症组(CLP组),每组各30只。采用盲肠结扎穿孔法(cecal ligation and puncture,CLP)建立脓毒症小鼠SAE模型。分别于以下时间点于小鼠腹腔注射生理盐水(10 m L/kg):术前30 min、术后第1 d、2 d、4 d和6 d。于术后第7天2组各取6只小鼠,采用蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测海马组织中NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18的含量,余下小鼠术后第14 d行旷场实验及条件恐惧性实验检测其认知功能。结果与Sham组相比,CLP组小鼠情景实验僵直时间明显缩短,表现为海马依赖的认知功能损伤;海马组织中蛋白NLRP3、IL-1β及IL-18的WB含量明显增多;旷场实验、声音实验僵直时间和ASC蛋白含量差别无统计学意义。结论SAE小鼠表现明显的认知功能损伤,其机制可能与NLRP3炎症小体的明显激活及下游炎症因子的过度释放有关。第二部分:NLRP3抑制剂MCC950对脓毒症相关性脑病小鼠认知功能的影响目的MCC950是新近发现的、小分子量的NLRP3特异性抑制剂,可自由的透过血脑屏障。为进一步研究NLRP3炎症小体在SAE小鼠认知功能损伤中的机制及MCC950的认知保护作用,本研究应用NLRP3特异性抑制剂MCC950,通过阻断NLRP3炎症小体,观察MCC950对SAE小鼠认知功能的影响。方法雄性C57BL/6小鼠100只,2-3月龄,采用随机数字法随机分为3组,即:假手术组(Sham组,20只)、脓毒症组(CLP组,40只)和脓毒症+MCC950组(MCC950组,40只)。通过CLP法建立脓毒症小鼠SAE模型。根据分组于术前30 min及术后第1、2、4、6 d腹腔注射生理盐水(10 m L/kg)或MCC950(10 mg/kg)。记录术后7天内小鼠的死亡率及生存曲线;术后第7天各组取6只小鼠,Western Blot法检测海马组织中NLRP3、ASC、IL-1β和IL-18的含量,免疫组织化学法检测海马CA1区NLRP3阳性细胞个数;余下小鼠术后第14 d时行旷场实验(open field test)及条件恐惧性实验(fear conditioning test)检测认知功能。结果与CLP组相比,MCC950组小鼠死亡率明显降低,条件恐惧性实验的情景实验僵直时间明显延长,表明认知功能的改善;海马组织中蛋白NLRP3、IL-1β及IL-18的含量明显降低,以及海马CA1区NLRP3阳性细胞个数明显减少;各组ASC蛋白含量、旷场实验、及声音实验结果差异无统计学意义。结论SAE小鼠认知功能损伤可能与NLRP3炎症小体的明显激活及下游炎症因子的过度释放有关,应用NLRP3特异性抑制剂MCC950可以明显抑制NLRP3炎症小体的激活及炎症因子的释放,改善SAE小鼠的认知功能,具有认知保护作用。第三部分:NLRP3抑制剂MCC950对异氟醚麻醉小鼠认知功能的影响目的异氟醚麻醉可引起老年小鼠明显的认知功能损伤,为进一步验证MCC950的认知保护作用,本研究建立异氟醚麻醉小鼠模型,观察MCC950对异氟醚麻醉老年小鼠海马神经元焦亡和认知功能的影响。方法老年雄性C57BL/6小鼠72只,2-3月龄,随机均分为以下4组(n=18/组):对照(氧气)+生理盐水组(CN组)、对照+MCC950组(CM组)、异氟醚+生理盐水组(IN组)和异氟醚+MCC950组(IM组)。分别于氧气或异氟醚吸入前30 min腹腔注射MCC950(10 mg/kg,CM组和IM组)或等容生理盐水(CN组和IN组),持续吸入气体2 h。24 h后每组取6只小鼠,提取海马组织检测NLRP3、半胱氨酸蛋白酶-1前体(Pro-caspase-1)、活化部分caspase-1(Cleaved caspase-1)、焦亡标记物Gasdermin-D蛋白前体(Pro-GSDMD)、活化部分GSDMD(Cleaved GSDMD)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18水平;HE染色检测海马CA1区神经元损伤情况;余下小鼠第7天行水迷宫实验检测认知功能。结果与IN组相比,IM组小鼠海马组织NLRP3、Cleaved caspase-1、Cleaved GSDMD、IL-1β和IL-18水平明显降低(P<0.05),海马CA1区神经元损伤情况及水迷宫实验行为学表现明显改善。结论MCC950可明显改善老年小鼠异氟醚麻醉所致神经元损伤和认知功能障碍,其机制可能与抑制海马神经元NLRP3依赖的焦亡有关。