丰富环境在七氟醚致老年小鼠认知功能障碍中的作用：与Tau‑微管蛋白激酶1的关系

天津医科大学总医院麻醉科,天津市麻醉学研究所 300052

国家自然科学基金青年基金（82001149）

【论著】

我们假设丰富环境（EE）干预4周可缓解七氟醚麻醉所致老年小鼠术后认知功能障碍，其机制可能与抑制Tau‑微管蛋白激酶1（TTBK1）表达上调及相关Tau蛋白磷酸化表达所致神经炎症有关。

清洁级健康17月龄雌性C57BL/6J小鼠80只，按照随机数字表法分为两组（每组40只）：EE组和SE组，分别置入EE和SE预处理4周（每天2 h），最终成长为18月龄小鼠。再将以上SE组和EE组小鼠按照随机数字表法分别分为两组（每组20只）：SE+对照组（SE+C组）、SE+七氟醚组（SE+S组）、EE+对照组（EE+C组）和EE+七氟醚组（EE+S组）。SE+C组小鼠仅给予60% O2 吸入2 h，SE+S组小鼠给予60% O2+3%七氟醚吸入2 h，EE+C组小鼠仅给予60% O2 吸入2 h，EE+S组小鼠给予60% O2 +3%七氟醚吸入2 h。停止吸入O2和七氟醚后第1天起，每组随机选取10只小鼠进行连续7 d的Morris水迷宫试验，记录各组小鼠的逃避潜伏期和穿越平台次数；于小鼠造模结束后当天，每组随机选取5只小鼠采用Western blot法测定海马组织中TTBK1、total Tau、AT8、p‑Ser422的水平，每组5只小鼠采用ELISA法测定海马组织中TNF‑α、IL‑1β、IL‑6水平。

2.1　4组小鼠Morris水迷宫结果比较

与SE+C组比较，SE+S组第3～7天逃避潜伏期延长（P<0.05），且第7天穿越平台次数减少（P<0.05）。与SE+S组比较，EE+S组第3～7天逃避潜伏期缩短（P<0.05），EE+C组和EE+S组第7天的穿越平台次数增加（P<0.05）。EE+S组与EE+C组第1~7天的逃避潜伏期和第7天的穿越平台次数比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见图1。

2.2　4组小鼠海马组织中TTBK1、AT8、p‑Ser422及total Tau水平比较

与SE+C组比较，SE+S组海马组织中TTBK1、AT8以及p‑Ser422水平均上调（P<0.05）；与SE+S组比较，EE+C组和EE+S组海马组织中TTBK1、AT8及p‑Ser422水平均下降（P<0.05）；EE+C组与EE+S组以上指标比较，差异无统计学意义（P>0.05）。4组小鼠海马组织中total Tau水平比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见图2。

2.3　4组小鼠海马组织中TNF‑α、IL‑1β、IL‑6水平比较

与SE+C组比较，SE+S组海马组织中TNF‑α、IL‑1β、IL‑6水平均升高（P<0.05）；与SE+S组比较，EE+C组和EE+S组海马组织中TNF‑α、IL‑1β、IL‑6水平降低（P<0.05）；EE+C组与EE+S组以上指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见图3。

本研究表明，EE可以明显改善老年小鼠由七氟醚引起的认知缺陷，其机制可能与抑制TTBK1表达上调以及Tau蛋白磷酸化所致的神经炎症有关。

本研究证实，与SE+C组比较，SE+S组小鼠海马组织中TTBK1及Tau蛋白特异性位点Ser422、Ser202/Thr205（AT8）磷酸化表达水平明显升高，而EE可以明显抑制TTBK1及相应Tau蛋白位点的磷酸化表达水平。

ELISA检测结果提示，与SE+C组比较，老年小鼠吸入3%七氟醚2 h可引起炎性因子表达明显上调，而EE干预可明显降低老年小鼠的炎性因子水平。

综上所述，本研究表明临床常用的吸入麻醉药七氟醚可以引起老年小鼠神经炎性增加及认知功能障碍，这可能与大脑特异性的Tau激酶——TTBK1的表达增高所引起的病理性tau磷酸化有关。EE干预4周可明显缓解七氟醚麻醉所致老年小鼠术后认知功能障碍，其机制可能与抑制TTBK1、相关Tau蛋白磷酸化以及神经炎性因子表达有关。

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