胆碱能抗炎通路介导K阿片受体激动剂在体外循环促发术后认知功能障碍中的保护作用与机制

Cardiopulmonary bypass (CPB) is the key to postoperative cognitive dysfunction (POCD) ,so far there have been no effective measurements. There are some studies showing that, κ-receptor agonists (KORs) can improve memory impairment caused by μ-agonist and activicate cholinergic neurons regulate cognitive function, but those mechanisms are unclear. Our previous work found that KORs can inhibit inflammation,promote α7 nicotine receptor (α7nAChR) expression and reduce the occurrence of POCD. Accordingly, we speculate, KORs is likely to play a certain role in the CPB-induced POCD by α7nAChR cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP).The project is initiated to study the effects of KORs on POCD and CAP after CPB by making a7nAChR gene silencing transgenic rats, appling on the model of no blood pre-filled cardiopulmonary bypass with cardiac arrest and restart in rats we developed. We also clarify the mechanism of CAP and the downstream molecular in regulating KORs on CPB-induced POCD. This study will enable to find endogenous therapeutic targets of CAP for prevention and treatment CPB-induced POCD and provide the experimental basis and new ideas to reduce cardiovascular complicatiom.

体外循环(CPB)是继发术后认知功能障碍（POCD）的重要因素，目前尚无有效应对措施。研究表明，κ-阿片受体激动剂（KORs）能改善μ-激动剂导致的记忆损害，激活海马胆碱能神经元，调节认知功能，但其机制不清。我们前期工作发现，KORs可抑制炎症反应，促进尼古丁α7受体(α7nAChR)表达，减少POCD发生。据此我们推测，KORs极有可能通过α7nAChR激活胆碱能抗炎通路（CAP）在CPB致POCD中发挥一定的抑制作用。本项目拟以CAP为切入点，制作a7nAChR基因沉默的转基因大鼠，应用本课题组特有的大鼠无血预充CPB伴停跳/复跳模型研究KORs对CPB致POCD的保护作用及对CAP的影响，阐明CAP及其调控的下游分子在KORs对CPB致POCD中的作用机制。通过本研究将为寻找能增强内源性CAP的治疗靶点来防治CPB致POCD提供实验依据，为降低CPB心血管手术并发症提供新思路。

体外循环(CPB)是继发术后认知功能障碍（POCD）的重要因素，目前尚无有效应对措施。研究表明，κ -阿片受体激动剂（KORs）能激活海马胆碱能神经元，调节认知功能，但其机制不清。本研究首先建立大鼠CPB模型，经KORs处理后可明显减少大鼠找到平台的潜伏期，显著增加大鼠穿过平台的次数。为了证明活化的α7nAchR可减轻体外循环所致的大鼠肠道和脑损伤，我们采用CPB后24小时作为活化α7nAchR的时间，HE染色观察到CPB组出现肠粘膜出现绒毛缩短，肠粘膜出血、水肿，大量炎细胞浸润，肠上皮细胞变性、坏死等；脑组织中神经元细胞排列散乱，细胞稀疏分布不均匀。而α7nAchR激动剂可减轻CPB导致的海马椎体细胞形态异常，可降低IL-1β、IL -6、TNF-a、S-100β表达，减弱TLR4、MYD88、NF-ΚB表达，提示α7nAChRs激动剂对体外循环致大鼠脑组织炎症因子有一定的抑制作用，很可能通过TLR4/MYD88/NF-ΚB信号通路发挥大鼠脑肠损伤的保护作用。在此基础上对凋亡相关通路进行检测，结果α7nAChRs激动剂表现抑制CPB致大鼠神经元细胞凋亡，很可能通过PI3K/Akt/FoxO1信号通路发挥保护作用。基于此，我们构建α7nAchR载体，制备α7nAchR基因敲除大鼠，并在此基础上进行相关研究。为了证明活化α7nAchR后，CPB大鼠肠和脑损伤，Th17细胞的表达变化，我们使用流式细胞术检测外周血和脾脏中CD4+ IL-17+淋巴细胞的表达，数据表明CPB组CD4+ IL-17+细胞表达明显升高，活化α7nAchR后，CD4+ IL-17+细胞表达明显下降； CPB组RORγT表达明显升高，活化α7nAchR后，RORγT表达明显下降，提示活化α7nAchR后可能通过Th17 免疫应答，从而改善CPB大鼠肠组织和脑组织前炎症反应。综上，本项目应用本课题组特有的大鼠CPB认知功能障碍模型研究 KORs 对 CPB 致 POCD 的保护作用及对 CAP 的影响，阐明 CAP 及其调控的下游分子在 KORs 对 CPB 致 POCD 中的作用机制。通过本研究将为寻找能增强内源性 CAP的治疗靶点来防治 CPB 致 POCD 提供实验依据，为降低 CPB 心血管手术并发症提供新思路。