cAMP/PDE-4蛋白对氯胺酮小儿麻醉后认知功能障碍的影响及机制探讨

NMDA受体阻滞剂氯胺酮是临床小儿常用的静脉全麻药，但其造成的认知功能损害一直是困扰患儿家长及麻醉学科的问题。我们前期研究发现环磷腺苷（cAMP）在其中起到了重要作用，并可能是调节认知功能形成的关键环节。本实验拟采用细胞分子生物学、实验动物行为学、电生理等技术在整体和离体水平采用环磷腺苷（cAMP）的特异性水解酶磷酸二酯酶4（PDE-4）抑制剂调节cAMP含量，观察其对氯胺酮导致幼年大鼠认知功能障碍的影响，预实验结果已初步证实可显著逆转氯胺酮导致的认知功能障碍。并通过分析大鼠海马与大脑皮质神经元突触可塑性、结构可塑性及突触间隙神经递质的变化阐明其分子基础，同时测定cAMP受体、下游关键蛋白及相关调节蛋白的表达阐明PDE-4抑制剂调节氯胺酮致幼年大鼠认知功能障碍的分子通路，寻找可以防治认知功能障碍的靶点部位。研究结果可为解释氯胺酮导致的认知功能障碍的发病机制及在分子水平防治提供一种新的思路。

氯胺酮是临床小儿麻醉中最常用的静脉全麻药。但临床及基础研究均显示其可以导致手术及麻醉后学习记忆功能障碍。对于如何减轻氯胺酮麻醉对小儿的学习记忆损害，临床尚无有效药物。本项目通过建立幼年SD大鼠氯胺酮麻醉导致学习记忆能力损害模型，然后采用磷酸二酯酶-4抑制剂Ro 20-1724腹腔注射进行研究，发现①行为学方面，Ro 20-1724显著减轻了氯胺酮麻醉导致的短期及远期空间学习记忆功能障碍，和麻醉后社会交往障碍；而对麻醉后产生的非空间学习记忆能力及注意力转换无影响；②电生理，通过体外海马脑片培养显示，Ro 20-1724可显著逆转了氯胺酮造成的LTP降低，兴奋性神经递质的释放；③cAMP-PKA-CREB蛋白通路激活及下游产生的BDNF参与了此调节过程；ERK蛋白通路，不参与此调节过程；⑷Ro 20-1724可显著减少幼年SD大鼠氯胺酮麻醉持续时间。研究结果首次发现Ro 20-1724可以减少空间学习记忆能力障碍，对非空间学习记忆能力障碍物显著影响；并可以显著减少氯胺酮麻醉持续时间，为临床氯胺酮麻醉后的催醒提供了新的思路；并揭示这些过程和cAMP-PKA-CREB的激活调节有关，而和ERK通路调节无关，为新药物的研发，提供了新的思路和靶点部位。