mTORC1信号作为术后认知功能障碍关键治疗靶点的实验研究

术后认知功能障碍（POCD）是围术期严重的神经并发症。目前认为与神经系统的免疫炎症反应有关。正常的学习与记忆功能依赖于新蛋白质的合成。mTORC1信号是控制mRNA翻译蛋白质的关键步骤。免疫炎症分子可通过PI3K/Akt与mTORC1信号相联系。动物实验研究表明，海马mTORC1信号与学习记忆功能密切相关；我们前期的初步临床研究也发现，mTORC1特异性抑制剂雷帕霉素能明显降低POCD发生率。基于这些研究，我们推测免疫炎症分子所导致的mTORC1信号激活可能在POCD发病机制中扮演关键作用。为验证此假说，在本项目中我们将在离体和在体两个系统，整体动物、脑片和细胞三个水平，采用细胞培养、神经电生理、免疫印迹、凋亡检测、自噬检测、免疫组化等技术手段，以mTORC1为核心，深入研究mTORC1信号的上下游分子机制，阐明mTORC1信号在POCD发病机制中的关键作用，为POCD的治疗提供理论基础。

术后认知功能障碍（POCD）是围术期严重的神经并发症，目前认为与神经系统的免疫炎症反应有关。正常的学习与记忆功能依赖于新蛋白质的合成。mTORC1信号是控制蛋白质合成的关键步骤。我们推测免疫炎症分子所导致的mTORC1信号的改变可能在POCD发病机制中扮演关键作用。在本项目中在细胞层面，我们应用炎性因子IL-1β处理海马神经元，应用western blot 检测IL-1β对mTORC1信号的影响；在脑片层面，我们应用电生理技术研究IL-1β对长时程增强的影响及mTORC1信号在其中可能的作用；在整体动物水平，我们建立小鼠骨折模型，通过行为学检测小鼠的认知功能，应用western blot及ELISA技术探讨手术创伤对mTORC1信号通路的影响及mTORC1信号通路的变化在术后认知功能障碍中作用及可能的机制。我们在细胞层面发现，IL-1β能够引起mTOR信号的激活；在脑片层面发现，IL-1β能够抑制海马长时程增强，而mTOR的抑制剂，能够逆转IL-1β对长时程增强的抑制作用；在动物层面，我们发现，手术创伤能够引起mTOR信号的激活，而mTOR信号的激活能够导致Aβ增加及Tau蛋白磷酸化增强，进而引起小鼠学习记忆能力的损害。综合我们的研究，我们发现，炎症能够引起mTOR信号的激活，而mTOR的激活可以引起LTP的改变及毒性蛋白的增加，从而引起认知功能的损害。我们的发现为探讨术后认知功能损害的发生机制，防治术后认知功能障碍的发生提供了可能的理论依据。