小型豬復(fù)合麻醉劑及其頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū)PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路的影響.pdf

1、小型豬作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型被廣泛應(yīng)用在人類解剖學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、疾病發(fā)生機(jī)理和異種器官移植供體等方面的研究。小型豬的麻醉和催醒是保證相關(guān)領(lǐng)域科研工作順利進(jìn)行的必要保證，基于此本課題組經(jīng)過(guò)系列科學(xué)試驗(yàn)研制出小型豬復(fù)合麻醉劑(XFM)和小型豬特異性麻醉頡頏劑。上個(gè)世紀(jì)在全麻機(jī)理研究中脂質(zhì)學(xué)說(shuō)占具著重要地位，但隨著麻醉機(jī)理研究的不斷深入蛋白質(zhì)學(xué)說(shuō)及基因?qū)W說(shuō)的不斷發(fā)展與完善，研究發(fā)現(xiàn)麻醉后一些快表基因出現(xiàn)表達(dá)量的改變，提示著基因變化與麻醉藥效之

2、間存在著積極的聯(lián)系;同時(shí)又研究發(fā)現(xiàn)GABA受體及編碼該受體蛋白的基因與全身麻醉有著密切的關(guān)系，因此從蛋白質(zhì)及基因角度對(duì)麻醉及催醒機(jī)理的研究越來(lái)越為重要。
　　PI3K/Akt及其下游激酶P70S6K細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是一條經(jīng)典的信息傳遞通路，通路中的關(guān)鍵分子Akt是細(xì)胞損傷后存活的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盡管對(duì)PI3 K/Akt信號(hào)通路的研究多集中在對(duì)器官或組織缺血后損傷的保護(hù)方面，但有研究發(fā)現(xiàn)PI3K不僅能夠影響細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放Ca2+從而影響細(xì)

3、胞內(nèi)鈣離子水平，還能夠間接性地被α2腎上腺素受體激活。因此，為了全面了解小型豬特異性麻醉頡頏劑催醒XFM麻醉的中樞作用機(jī)制，更好地指導(dǎo)臨床用藥，本實(shí)驗(yàn)利用分子生物學(xué)技術(shù)，從PI3K/Akt信號(hào)通路入手，研究小型豬復(fù)合麻醉劑及其特異性頡頏劑對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路的關(guān)系，明確該通路在XFM麻醉與催醒中的交互作用機(jī)制。
　　本研究中采用78只Wistar大鼠，隨機(jī)分為麻醉組（AG組）(n=30)、催醒劑組（W組）(n=18)和麻醉后

4、催醒組（AW組）(n=30)。麻醉組(AG組)又隨機(jī)均分為5個(gè)亞組，分別為麻醉對(duì)照組（CG1組）、麻醉后翻正反射消失即刻組（AG1組）、麻醉后翻正反射消失1h（AG2組）、自然蘇醒翻正反射恢復(fù)（AG3組）和自然蘇醒翻正反射恢復(fù)（AG4組）;催醒劑組（W組）又隨機(jī)均分為3個(gè)亞組，分別為催醒對(duì)照組（CG2組）、注射頡頏劑后5分鐘(W1組)和注射頡頏劑后1h(W2組);麻醉后催醒組(AW組)又隨機(jī)均分為5個(gè)亞組，分別為催醒對(duì)照組（CG3組）、

5、早期催醒Ⅰ組(AW1組)、早期催醒Ⅱ組（AW2組）、晚期催醒Ⅰ組（AW3組）和晚期催醒Ⅱ組（AW4組），每個(gè)亞組大鼠6只。各實(shí)驗(yàn)組大鼠腹腔注射小型豬復(fù)合麻醉劑或小型豬特異性麻醉頡頏劑，分別在個(gè)時(shí)間點(diǎn)斷頭，采集大腦，分離大腦皮層、丘腦、海馬、腦干及小腦。腦組織樣品經(jīng)過(guò)處理后，利用熒光定量PCR技術(shù)測(cè)定樣品中PI3K/Akt信號(hào)通路及下mTOR和P70S6K mRNA轉(zhuǎn)錄水平，利用Western B lot技術(shù)測(cè)定通路中蛋白表達(dá)量，研究小型

6、豬復(fù)合麻醉劑及其特異性頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū)PI3K/Akt信號(hào)通路蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄的影響，試驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1.小型豬復(fù)合麻醉劑及其特異性頡頏劑對(duì)PI3K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄的影響
　　小型豬復(fù)合麻醉劑明顯激活大鼠腦內(nèi)大腦皮層、海馬、丘腦內(nèi)PI3K蛋白表達(dá)和mRNA轉(zhuǎn)錄，蛋白水平和mRNA轉(zhuǎn)錄變化較為一致;單獨(dú)注射小型豬特異性麻醉頡頏劑能夠明顯抑制大腦皮層、海馬及腦干內(nèi)PI3K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄;使用小型豬特異

7、性麻醉頡頏劑催醒XFM麻醉大鼠后，大鼠腦內(nèi)大腦皮層、海馬及腦干內(nèi)PI3K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄受到顯著抑制，表明小型豬復(fù)合麻醉劑的全麻作用可能與誘導(dǎo)特定腦區(qū)PI3K蛋白及mRNA表達(dá)有關(guān)，小型豬特異性麻醉頡頏劑的催醒作用可能與其在特定腦區(qū)逆轉(zhuǎn)XFM對(duì)PI3K的誘導(dǎo)激活有關(guān)。
　　2.小型豬復(fù)合麻醉劑及其特異性頡頏劑對(duì)Akt蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄的影響
　　大鼠腦內(nèi)大腦皮層、海馬、腦干內(nèi)Akt蛋白表達(dá)和mRNA轉(zhuǎn)錄在麻醉后顯著

8、升高，且蛋白表達(dá)與mRNA轉(zhuǎn)錄存在一定相關(guān)性;單獨(dú)注射小型豬特異性麻醉頡頏劑明顯抑制海馬及腦干內(nèi)Akt蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄;使用小型豬特異性麻醉頡頏劑催醒XFM麻醉大鼠后，大鼠腦內(nèi)海馬及腦干內(nèi)Akt蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄受到顯著抑制，表明小型豬復(fù)合麻醉劑的全麻作用可能與誘導(dǎo)特定腦區(qū)Akt蛋白及mRNA表達(dá)有關(guān)，小型豬特異性麻醉頡頏劑的催醒作用可能與其在特定腦區(qū)逆轉(zhuǎn)XFM對(duì)PI3K的誘導(dǎo)激活有關(guān)。
　　3.小型豬復(fù)合麻醉劑及其特異

9、性頡頏劑對(duì)mTOR蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄的影響小型豬復(fù)合麻醉劑明顯激活大鼠腦內(nèi)大腦皮層、海馬內(nèi)mTOR蛋白表達(dá)和mRNA轉(zhuǎn)錄;頡頏劑能夠明顯抑制海馬及丘腦內(nèi)mTOR蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄;使用小型豬特異性麻醉頡頏劑早期催醒XFM麻醉大鼠后，大鼠腦內(nèi)大腦皮層、海馬及腦干內(nèi)PI3K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄受到顯著抑制，晚期催醒、海馬、丘腦內(nèi)mTOR蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄受到顯著抑制表明小型豬復(fù)合麻醉劑的全麻作用可能與誘導(dǎo)特定腦區(qū)mTOR蛋白及

10、mRNA表達(dá)有關(guān)，小型豬特異性麻醉頡頏劑的催醒作用可能與其在特定腦區(qū)逆轉(zhuǎn)XFM對(duì)mTOR的誘導(dǎo)激活有關(guān)。
　　4.小型豬復(fù)合麻醉劑及其特異性頡頏劑對(duì)P70S6K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄的影響
　　小型豬復(fù)合麻醉劑明顯激活大鼠腦內(nèi)大腦皮層、丘腦、腦干內(nèi)P70S6K蛋白表達(dá)和mRNA轉(zhuǎn)錄，小型豬特異性麻醉頡頏劑能夠明顯抑制海馬及丘腦內(nèi)P70S6K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄;使用小型豬特異性麻醉頡頏劑催醒XFM麻醉大鼠后，大鼠腦內(nèi)大腦皮

11、層、丘腦內(nèi)PI3K蛋白表達(dá)及mRNA轉(zhuǎn)錄受到顯著抑制，表明小型豬復(fù)合麻醉劑的全麻作用可能與誘導(dǎo)特定腦區(qū)P70S6K蛋白及mRNA表達(dá)有關(guān)，小型豬特異性麻醉頡頏劑的催醒作用可能與其在特定腦區(qū)逆轉(zhuǎn)XFM對(duì)P70SK的誘導(dǎo)激活有關(guān)。
　　綜上所述:
　　(1)小型豬復(fù)合麻醉劑麻醉對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路及下游信號(hào)分子具有一定的激活作用，這種激活在大鼠大腦皮層、海馬，特定腦區(qū)較為明顯，這可能是該通路參與麻醉作用的靶位之一。

12、　　(2)小型豬特異性麻醉頡頏劑能夠抑制大鼠腦內(nèi)對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路及下游信號(hào)分子，對(duì)腦內(nèi)海馬區(qū)及丘腦區(qū)信號(hào)通路及下游信號(hào)分子的抑制作用較為明顯，頡頏劑催醒效能的發(fā)揮可能是通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　(3)小型豬復(fù)合麻醉劑與頡頏劑對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路及下游分組的作用相反，這可能是小型豬復(fù)合麻醉劑及其頡頏劑的交互作用機(jī)制之一，但頡頏劑未能完全拮抗麻醉劑對(duì)大鼠腦內(nèi)PI3K/Akt信號(hào)通路及下游分子的激活