摘要
目的:脓毒症常导致患者认知功能障碍和精神行为异常，即脓毒症脑病(sepsis associated encephalopathy,SAE)。然而，SAE 潜在的发病机制十分复杂，目前远未阐明。海马-前额叶(hippocampus-prefrontal cortex,HPC-PFC)通路是介导认知功能障碍的关键神经通路。HPC-PFC通路在脓毒症脑病中的作用目前尚未报道。本实验旨在研究HPC-PFC通路在小鼠SAE中的作用及其机制。 方法:本实验分为两部分。第一部分，旨在探讨HPC-PFC通路在脓毒症小鼠认知功能障碍和焦虑相关行为中的作用。首先，本实验通过荧光金(Fluoro-Gold)逆行示踪和腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)顺行示踪的方法鉴定了从HPC到PFC的神经投射;其次，采用盲肠结扎穿孔(cecal ligation and puncture,CLP)术制备SAE小鼠模型;然后，采用化学遗传学方法评估HPC-PFC通路的激活对脓毒症小鼠认知功能和焦虑相关行为的影响。组织免疫荧光技术被用来检测HPC和PFC中c-fos的表达，以评估神经元的兴奋性。莫里斯水迷宫(Morris water maze,MWM)、巴恩斯迷宫(Barnes maze,BM)以及新物体识别(new object recognition,NOR)试验被用来评价脓毒症小鼠的认知功能，高架十字迷宫(elevated plus maze,EPM)和旷场试验(open field test,OFT)被用来评估脓毒症小鼠的焦虑相关行为。 第二部分，本实验进一步探讨了 HPC-PFC通路改善SAE小鼠空间记忆障碍的潜在机制。病毒注射、套管植入和建模方法同前。谷氨酸受体拮抗剂或生理盐水在注射CNO前30分钟从mPFC区导管双侧注入;MWM和BM被用来评估脓毒症小鼠的空间记忆;免疫荧光技术被用来检测mCherry和c-fos在HPC和PFC区的表达;蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)技术被用来检测谷氨酸受体介导的下游信号分子钙调素依赖性蛋白激酶(calmodulin-dependent protein kinase,CaMKIIa)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cyclic adenosine phosphate reaction element-binding protein,CREB)、磷酸化 CREB(phosphorylated CREB,pCREB)、以及脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的表达水平。 结果:化学遗传激活HPC-PFC通路可以改善CLP诱导的脓毒症小鼠的空间记忆，不能改善其再认记忆和焦虑相关行为。激活HPC-PFC通路导致脓毒症小鼠PFC中CaMKIIa、pCREB和BDNF表达水平显著升高。谷氨酸受体抑制剂(D-AP5或NBQX)可以阻断HPC-PFC通路在改善脓毒症小鼠空间记忆中的作用，并阻止CaMKII/pCREB/BDNF分子表达上调。 结论:激活HPC-PFC通路可以改善CLP诱导的脓毒症小鼠空间记忆障碍。谷氨酸受体及其下游信号CaMKII/CREB/BDNF通路可能是连接HPC-PFC通路与SAE认知功能障碍的重要分子机制。
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