电针通过SIRT1/mTOR调控神经元TERT“穿梭”减轻围术期神经认知紊乱的机制研究

PND is a common and sometimes severe complication of anesthesia and surgery in the aged patients. However, the underlying mechanisms of PND are unclear and the effective curative measurements are still lacking. Accumulating evidence has shown that the nucleus-to-mitochondria shuttle of TERT is critically required for neuronal mitochondrial function and associated with cognitive improvement. Our preliminary study found that the treatment of electroacupuncture could attenuate postoperative cognitive dysfunction in mice and promote the nucleus-to-mitochondria shuttle of TERT. Hence, we hypothesized that electroacupuncture could alleviate PND by optimizing mitochondrial function and reducing neuronal damage through facilitating the nucleus-to-mitochondria shuttle of TERT in hippocampal neurons. Therefore, our program is aimed to investigate the role of TERT nucleus-to-mitochondria shuttle in electroacupuncture-mediated neuroprotection against PND and the potential regulatory signaling pathway. In summary，this program will help to elucidate the mechanism in PND, which may provide a new prospective for prophylaxis and medication of PND in aged population.

围术期神经认知紊乱（PND）是老年人围术期常见且较为严重的并发症，机制仍不明确。线粒体功能障碍是年龄相关神经系统疾病的共同病理特征。最新研究发现，神经元内TERT从细胞核向线粒体“穿梭”在维持线粒体功能稳定中起重要作用。我们前期研究发现，电针刺激可改善麻醉与手术后老年小鼠认知功能减退并增强海马神经元TERT在线粒体表达。故我们推测电针刺激可促进麻醉手术后小鼠海马神经元TERT向线粒体“穿梭”，从而调控线粒体功能并减少神经元损伤，最终有效缓解PND。本项目拟从在体动物及细胞水平，综合采用功能、形态和分子生物学等多种方法，探讨电针调控海马神经元TERT从细胞核向线粒体的“穿梭”及改善线粒体功能继而减轻PND的机制，并明确参与该过程的信号通路。本课题不仅有助于揭示老年患者PND可能的发生发展机制，而且为预防和治疗这种严重术后并发症提供了新思路与干预靶点，理论和临床意义重大。

背景：老年患者容易出现围术期神经认知紊乱（PND/POCD），其特征是术后记忆能力和执行功能下降。氧化应激和神经炎症是大脑老化的病理学标志。端粒酶逆转录酶(TERT)是端粒酶的催化亚基，具有防止细胞衰老和氧化损伤的保护特性。鉴于电针(EA)刺激是衰老相关神经退行性疾病的有效抗氧化和抗炎技术，我们提出通过EA预处理维持TERT或端粒酶活性可以通过减轻老年小鼠的氧化应激和神经炎症来改善POCD。.方法：通过腹部手术建立PND模型，对老年小鼠百会穴（GV20）进行电针预处理。术后认知功能通过Morris水迷宫(MWM)测试进行评估。分别使用qPCR和商业端粒酶PCRELISA试剂盒测定海马TERT mRNA水平和端粒酶活性。氧化应激通过超氧化物歧化酶(SOD)、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平反映。通过Iba-1免疫染色确定海马小胶质细胞。通过蛋白质印迹检测TERT、自噬标志物和促炎细胞因子的蛋白表达。.结果：腹部手术干预显着降低了老年小鼠海马体中的端粒酶活性、TERT表达和TERT线粒体定位，同时氧化状态加重，自噬受到抑制，神经炎症恶化。EA预处理的小鼠在手术后表现出增强的端粒酶活性、增强的TERT蛋白表达和增强的TERT线粒体定位。此外，电针刺激改善了术后认知能力，减少了手术引起的海马体氧化损伤、自噬功能障碍和神经炎症。然而，EA预处理的这些神经保护作用被TERT的敲低所消除。.结论：我们的研究强调了维持TERT功能对于减轻老年小鼠手术引起的氧化应激和神经炎症的重要性。我们还揭示了EA刺激通过调节TERT和端粒酶活性对抗氧化损伤和神经炎症的新型神经保护机制。因此，通过电针治疗维持TERT活性可能是治疗老年人POCD的一个有前途的选择。