异甘草素预处理对老龄大鼠 术后认知功能及BDNF通路的影响

【摘要】目的探讨异甘草素(isL预处理对老龄大鼠术后认知功能及脑源性神经营养因子（bdnF通路的影响。方法将 SPF级健康雄性老龄SD大鼠54只，采用随机数字表法分为对照组(C组、手术组(S组、SL+手术组(P组，每组18只。手术组大鼠 采用10%水合氯醛腹腔注射，待翻正反射消失后行剖腹探查术，即常规仰卧位法固定大鼠，消毒腹部皮肤,于肋下0.5cm位置沿腹中线 作3cm左右纵向切口，每5min进行一次腹腔探查，分别探查肝、胃、小肠、大肠，手术时间20min,完成探查后关闭腹腔。C组麻醉后不 进行手术,S、组行剖腹探查术;P组于手术前连续5d给予15mg/kg的ISL灌胃,C、S组给予等量生理盐水灌胃。于术前5d及术后1、 3、7d进行Morris水迷宫实验,记录大鼠逃避潜伏期和游泳距离;水迷宫测试结束后取大鼠海马组织，采用Westemblot法检测BDNF、 酿氨酸激酶B(TrkB)蛋白含量。结果与C组相比，术后各时点S、组逃避潜伏期和游泳距离明显延长,BDNF、TrkB蛋白含量明显 降低(均P〈0.05 ;与S组比较，术后各时点P组逃避潜伏期和游泳距离明显缩短,BDNF、TrkB蛋白含量明显增加（均P〈0.05)。结 论ISL可能通过增加BDNF及细胞膜上的受体TrkB的表达，激活下游信号通路,改善术后认知功能。

【关键词】异甘草素术后认知功能脑源性神经营养因子酷氨酸激酶B

术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunc- 症，主要表现为焦虑、人格改变、学习记忆受损等^[1-2]。

tion,POCD)是老年患者术后常见的中枢神经系统并发 POCD严重影响患者术后生活质量，甚至增加远期病死

率^[3]，且确切发病机制尚不清楚，如何防止也缺乏有效手 段。近年来研究发现,脑源性神经营养因子(brain de-rived neurotrophic factor, BDNF) 及其受体酿氨酸激酶 B (tropomyosin receptor kinase B, TrkB)信号通路能调控神 经元增殖与分化、突触可塑性、神经递质释放等,在丙泊
酚所致POCD中扮演重要角色^[4]。异甘草素fcoliquiriti- genin,ISl)是从甘草中提取的一种黄酮类物质，具有抗 炎、抗氧化^[5]、抗神经元凋亡气改善学习记忆等作用^[7]。 本研究旨在观察ISL预处理对老龄大鼠术后认知功能 及BDNF通路的影响，以进_步探讨该疾病的发病机制 和防治方法。

试剂与设备ISL

Morris水迷宫 设备(上海欣软科技有限公司，型号:XR-XM101)。

以往对POCD的相关研究多集中于心脏手术，近年 来研究发现,在非心脏手术患者中POCD的发病率高达 40%~50%,随着人口老龄化的增加,POCD的发生率亦 随之增高，因此预防及治疗POCD具有重要的临床意 义。本实验通过剖腹探查术建立伤害性刺激模型，结果 表明与C组比较,S、P组小鼠术后认知功能明显降低， 证实手术引起的伤害性刺激参与POCD的发生。

现代药理表明，甘草除具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、 免疫调节等作用外，还具有显著的神经保护作用^[10]。ISL 为甘草中有效成分之在神经保护方面主要有抗缺血 再灌注损伤™、抗氧化^[12]、改善学习及记忆能力等作 用^[13]。詹春等^[14]发现ISL可改善小鼠脑缺血再灌注损伤 所致学习记忆障碍、改善异常脑血流及脑组织能量代 谢，在脑缺血再灌注脑损伤中发挥保护作用。因此本实 验通过大鼠相关行为学指标检测，深入探讨ISL预处理 对于大鼠术后认知功能的影响。

Morris 水迷宫常作为神经退行性疾病动物模型研 究方法之_，用于评估学习认知和空间记忆等行为学， 且检测老年动物认知功能减低较为敏感^[' 本研究于术 前5d进行定位航行实验，显示各组逃避潜伏期及游泳 距离差异无统计学意义，证实在给予ISL预处理后，对 于正常大鼠认知能力未见明显影响。术后l、3、7d,与S 组比较,P组逃避潜伏期和游泳距离明显缩短，表明ISL 预处理对于术后大鼠认知功能下降有_定的改善作用。

BDNF是由神经元、神经胶质细胞等多种细胞合成 和分泌的神经营养蛋白，它对参与情感和认知功能的 关键脑区回路中的神经元的生存、生长和维持起着至关 重要的作用^[16]。BDNF与细胞膜上的TrkB受体特异性 结合后，可以通过激活下游信号分子促进促进神经元增 殖与凋亡等，参与认知功能的调节™。研究发现敲除 BDNF基因的小鼠，其TrkB蛋白表达明显下降,小鼠学 习能力出现障碍^[18]。BDNF信号通路参与了多种神经系 统疾病中认知功能障碍的发生与发展，且使用TrkB激 动剂激活BDNF-TrkB信号通路后,认知功能得到改善。 已被证实BDNF的表达受伤害性刺激影响，炎症因子 (IL-6JL-1P等）可以抑制神经细胞BDNF的合成和表 达。阿尔兹海默症模型中证实，SL能有效抑制上述炎 性因子的生成，上调BDNF表达^[19]。因此本实验预测ISL 可通过抑制炎症作用调控BDNF-TrkB信号通路，改善 术后认知功能。实验结果证实了该假说,通过对海马区 BDNF、TrkB蛋白含量进行了相关检测，显示与S组比 较，P组大鼠术后各时点海马区BDNF、TrkB蛋白表达

水平明显增加，提示ISL能够有效增强BDNF-TrkB信 号通路的活化，改善老龄大鼠术后的认知功能。

本实验仅对创伤性刺激所致的POCD进行了相关 研究,未进行BDNF-TrkB信号通路上、下游基因检测， 也未进行术后更长时间的认知功能的评估，这可在今后 的研究中进_步探讨。