DFO調節(jié)海馬增齡性鐵沉積對老年大鼠術后認知功能的影響及機制研究.pdf

1、背景與目的:
　　術后認知功能障礙（Postoperative cognitive dysfunction，POCD）是一種常見的術后并發(fā)癥。據(jù)流行病學資料，其發(fā)病率在接受心臟手術的病人中高達20-79％，在接受非心臟手術的病人中也達到了4.1-22.3％。POCD與高死亡率、住院時間延長、對醫(yī)療資源的大量消耗以及生活質量下降等不良事件密切相關。POCD主要在老年病人中發(fā)病較多，一般認為老齡是導致POCD發(fā)病最為重要的危險因素。盡

2、管POCD的發(fā)病機制和病理生理變化尚未完全明確，但是有證據(jù)表明了該疾病與其他神經退行性疾病的密切關系。鐵在腦內的增齡性沉積是神經退行性疾病的共同病理特征之一。過量的鐵可導致氧化應激損傷和小膠質細胞過度激活，從而對神經細胞造成損傷。鐵螯合劑去鐵胺(Deferoxamine，DFO)已被用于多種腦內鐵過載疾病和神經退行性疾病的動物模型研究，并發(fā)現(xiàn)了其良好的應用前景。
　　盡管鐵沉積在神經退行性疾病中發(fā)揮了重要作用，并且鐵螯合劑的應用為

3、預防和治療帶來了曙光，但是鐵沉積在POCD發(fā)生發(fā)展中的潛在機制還缺乏深入研究，DFO對POCD的作用效應和作用機制也尚未闡明。因此，本研究擬通過動物實驗揭示海馬內鐵沉積影響術后認知功能的原因，探討DFO是否能改善術后認知功能及其潛在的作用機制。
　　方法:
　　1.通過電感耦合等離子體質譜(Inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)檢測組織內總鐵含量。Wester

4、n blot檢測ferritin表達量。以此評估成年和老年大鼠海馬鐵沉積的情況，并觀察剖腹探查術對海馬內鐵沉積的影響。
　　2.用Morris水迷宮(Morris water maze，MWM)評價海馬內鐵沉積對大鼠術后認知功能的影響。
　　3.采用術前腹腔注射DFO的方法，觀察該藥物能否改善術后海馬鐵沉積以及對術后認知功能是否具有保護作用。
　　4.通過免疫組化染色(Immunohistochemical stain

5、ing，IHC)和real-time PCR檢測海馬內鐵轉運相關蛋白的表達、用試劑盒檢測氧化應激和抗氧化應激指標、IHC檢測小膠質細胞活化標記物OX-42表達、Western blot檢測凋亡相關蛋白的表達和采用原位末端標記法(Terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling，TUNEL)檢測凋亡細胞數(shù)量，以闡明術后海馬鐵沉積加重的潛在原因及DFO

6、改善術后認知功能的作用機制。
　　結果:
　　1.與成年大鼠相比，老年大鼠海馬組織總鐵含量和ferritin表達量顯著升高并在術后進一步加重。MWM測試發(fā)現(xiàn)，老年大鼠術后潛伏期、游泳距離較成年大鼠明顯增加，而目標象限停留時間百分比、中心區(qū)域停留時間百分比、平臺穿越次數(shù)較成年大鼠明顯減少。
　　2.術前連續(xù)6天給予DFO可顯著減少成年及老年大鼠術后海馬組織總鐵含量及ferritin表達量，并且在老年大鼠中減少的程度明顯大

7、于成年大鼠。MWM測試發(fā)現(xiàn)，DFO可減少老年大鼠術后潛伏期和游泳距離，增加目標象限停留時間百分比、中心區(qū)域停留時間百分比和平臺區(qū)域穿越次數(shù);但是在成年大鼠中上述指標無明顯改善。
　　3.老年大鼠術后TfR mRNA及蛋白表達明顯減少，DMT1、hepcidin的mRNA及蛋白表達均顯著增加，F(xiàn)pn1雖然mRNA表達增加但蛋白表達急劇下降。術前給予DFO后雖使TfR表達增加，但可明顯抑制DMT1和hepcidin的增加，防止Fpn1

8、減少。
　　4.DFO可抑制術后海馬ROS及MDA的產生，保護總SOD活性;顯著減少海馬OX-42的表達;抑制Caspase-3的表達及活化，抑制促凋亡蛋白Bax的表達，增加抗凋亡蛋白Bcl-2的表達并提高Bcl-2/Bax比值，還可顯著減少術后海馬TUNEL陽性細胞的數(shù)量。
　　結論:
　　1.大鼠海馬組織中存在增齡性鐵沉積，手術刺激可使鐵沉積加重并損害術后認知功能。提示海馬內鐵沉積可能與術后認知功能下降相關。

9、>　　2.鐵螯合劑DFO可能有助于降低海馬內鐵沉積，并改善老年大鼠術后認知功能，但對成年大鼠作用不明顯。
　　3.老年大鼠術后海馬鐵轉運蛋白表達改變使得細胞內鐵外流減少，同時伴有細胞外的鐵內流增加，可能是術后海馬鐵沉積增加的原因之一。
　　4.DFO通過螯合作用和對鐵轉運相關蛋白的調控緩解了術后海馬內鐵沉積;同時對海馬內氧化應激和小膠質細胞激活的抑制，減少了細胞凋亡的發(fā)生，從而改善了術后認知功能。
　　5.DFO對海馬