安徽医科大学第一附属医院麻醉科2022年第四季度发表SCI论文简报

1.活性氧通过激活CypA/MMP9信号通路介导血脑屏障损伤导致老年鼠术后谵妄样行为

【据《Frontiers in Aging Neuroscience》2022年10月报道】题：活性氧通过激活CypA/MMP9信号通路介导血脑屏障损伤导致老年鼠术后谵妄样行为（第一作者：刘丽芳；通讯作者：徐光红）

术后谵妄（POD）常见于老年人群，并且与不良临床结局相关。然而目前POD的发病机制尚不完全清楚，没有可靠的方法来预防或减少POD的发生。研究发现，麻醉/手术促进ROS的生成，然后激活CypA/MMP9级联的表达，导致了血脑屏障（BBB）功能障碍和谵妄样行为，异常激活的氧化应激和BBB破坏与POD的发生有关，然而这两个因素之间的联系及其潜在机制尚不清楚。

安徽医科大学第一附属医院麻醉科徐光红教授团队近期的一项研究发现：ROS可能通过激活CypA/MMP9途径参与手术麻醉诱导的BBB损伤和谵妄样行为发生。本研究中，作者使用16月龄C57小鼠在3%七氟醚麻醉下3小时同时行剖腹探查术。在麻醉前0.5小时使用ROS清除剂（N-乙酰半胱氨酸，NAC）和CypA抑制剂（环孢霉素A, CsA）。通过掩埋食物、旷场和Y迷宫等行为测试评估小鼠在术前和术后24小时的行为学变化。通过WB检测前额叶皮层中BBB紧密连接蛋白（claudin5、occludin、ZO-1）和CypA、MMP9以及突触可塑性相关蛋白（PSD95、SYN）表达。通过DHE荧光染色检测小鼠皮层中ROS水平，以及IgG荧光染色来观察BBB渗漏情况，采用ELISA法检测外周血中S100β含量。研究发现ROS清除剂NAC逆转了手术麻醉引起的BBB破坏、突触可塑性降低以及谵妄样行为，表明ROS介导的BBB破坏这一机制可能至少部分地参与了手术麻醉导致的POD发生。随后作者进一步发现使用CypA抑制剂CsA可通过抑制CypA/MMP9表达，逆转ROS引起的BBB损伤和谵妄样行为发生。

综上，该研究表明手术麻醉后ROS可能通过CypA/MMP9途径导致BBB功能障碍和后续的谵妄样行为发生。

图.ROS介导的CypA/MMP-9通路激活是手术麻醉后BBB损伤和谵妄样行为的机制

2.术中脑电抑制对衰弱相关术后谵妄的贡献：一项前瞻性手术队列的中介分析

【据《British Journal of Anaesthesia》2022年12月报道】题：术中脑电抑制对衰弱相关术后谵妄的贡献：一项前瞻性手术队列的中介分析（第一作者：方攀攀；通讯作者：刘学胜）

术后谵妄是老年患者中一种常见的围术期神经认知障碍，发生率约为10%-50%。术后谵妄不仅增加患者住院时长和术后并发症，也是术后死亡率增加、认知功能下降、日常生活能力受损的危险因素。既往研究表明术前衰弱和术中脑电爆发抑制均是术后谵妄发生的重要危险因素。因为衰弱患者对全身麻醉药物更加敏感。因此，本研究猜想术中脑电抑制可能是衰弱手术患者发生术后谵妄的一个中介因素（图1）。

安徽医科大学第一附属医院麻醉科刘学胜教授课题组开展了一项前瞻性队列研究，纳入了65岁以上拟在全身麻醉下行非心脏手术患者。采用FRAIL量表评估患者术前衰弱状况。同时评估患者术中脑电抑制累计时间，脑电抑制的定义为脑电振幅在±5uV并且持续0.5秒以上。术后谵妄的评估采用意识模糊评估量表（CAM），意识模糊评估量表-重症监护室（CAM-ICU），或者病例回顾的方法。术后谵妄的严重程度采用谵妄分级量表（DRS-98）进行评估。采用中介效应分析进行评估术前衰弱、脑电抑制和谵妄严重程度之间的关系。

本研究最终纳入252例患者，其中有51例健壮患者、129例衰弱前状态患者和72例衰弱患者。发现衰弱患者与健壮患者相比，有较长的脑电抑制时间(19 vs 0.57 s, P<0.001)；衰弱患者与衰弱前状态患者相比，有较长的脑电抑制时间(19 vs 3.22 s, P<0.001)。衰弱患者与健壮患者相比，谵妄评分峰值较高(17 vs 15, P<0.001)，衰弱患者与衰弱前状态患者相比，谵妄评分峰值较高(17 vs 16, P=0.007)。术中脑电抑制时间在衰弱—术后谵妄严重程度关系中，中介效应占比为24.2%。

因此，本研究证明在老年非心脏手术患者中，术中脑电抑制时间在衰弱—术后谵妄相关性中具有显著的中介效应。但是，仍然需要进一步开展RCT研究探究衰弱患者中，减少术中脑电抑制时间的干预措施能否降低术后谵妄的发生率。

图一、术前衰弱、术中脑电抑制与术后谵妄三者间关系的猜想模式图。

总效应(c):定义为不同衰弱状态(X)患者中谵妄评分量表(DRS, Y)分数的差异。直接效应（d）:定义为当脑电抑制时间（M）固定时，由于谵妄状态发生改变导致的DRS评分的差异。间接效应（ab）:定义为校正术前衰弱状态时，由于脑电抑制时间改变而导致的DRS评分的差异。混杂因素定义为：与暴露因素（X）和中介因素（M）、结局因素（Y）相关的暴露前变量。

3.纳米C60促进磷酸化CaMKIIα突触分布并改善APP/PS1转基因小鼠的认知功能

【据《ACS Chemical Neuroscience》2022年12月报道】题：纳米C60促进磷酸化CaMKIIα突触后分布并改善APP/PS1转基因小鼠的认知功能（第一作者：戴伟；通讯作者：刘学胜，张继千，陆姚）

阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病，其特征为记忆功能减退、行为障碍和认知障碍。AD的典型病理特征是β淀粉样蛋白(Aβ)积累形成的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化形成神经纤维缠结。CaMKII是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶，在长时程增强作用(LTP)诱导和记忆形成中发挥核心作用。CaMKIIα是CaMKII在大脑中表达最多的亚型之一，尤其是在海马体中。

随着纳米技术的快速发展，在生物医药领域的应用越来越广泛。纳米C60是一种碳基纳米材料，它具有通过脂膜转运和穿过血脑屏障的能力，在治疗中枢神经系统(CNS)疾病方面具有天然优势。纳米C60通过CaMKIIα催化域内的氨基酸残基D246和K250介导，与CaMKIIα具有高亲和力结合，导致CaMKIIα自主活性的产生，转位到突触后位点，并提高突触后AMPA/NMDA比值。在AD小鼠中，突触后CaMKII和AMPA受体显著减少，而纳米C60可能通过调节CaMKIIα适当改善AD小鼠的认知功能。

来自安徽医科大学第一附属医院麻醉科戴伟、刘学胜教授等近期开展一项基础研究，旨在探讨纳米C60通过改变磷酸化CaMKIIα突触后分布从而改善APP/PS1转基因小鼠的认知功能。在本研究中，作者通过对经过Aβ处理的海马原代神经元进行免疫荧光分析，结果提示Aβ减少了海马原代神经元突触后CaMKIIα水平，而纳米C60处理改善Aβ对其突触后CaMKII的减少作用。接下来，作者检测了纳米C60对经Aβ处理后的HT22细胞CaMKIIα的影响，结果显示纳米C60可以显著提高HT22细胞突触后磷酸化CAMKIIα水平。在APP/PS1阿尔茨海默病模型小鼠中也同样得到了验证，经过连续十天腹腔注射纳米C60可以明显提高小鼠海马突触后磷酸化CaMKIIα水平，而对总体的磷酸化CaMKIIα影响不大。最后，为了评价纳米C60对AD小鼠认知功能的影响，采用Morris水迷宫实验，结果提示经过纳米C60处理后的小鼠其空间学习记忆得到了改善，具体表现为纳米C60组在训练期间第3、4、5天逃避潜伏期更短，探索期间穿台次数更多和目标象限的停留时间更长。

综上所述，在本研究中我们证明了在Aβ42处理的细胞和APP/PS1阿尔茨海默病模型小鼠中，纳米C60可以促进磷酸化CaMKIIα从胞质中转移到突触后，增加了突触后磷酸化CaMKIIα水平，而对总体的磷酸化CaMKIIα水平影响不大。此外，纳米C60连续十天的腹腔注射可以显著改善APP/PS1小鼠的空间学习和记忆。这些研究表明，突触后激活的CaMKII在AD治疗中可能比总体的CaMKII水平更重要，这为AD治疗提供了一种新的策略。

图. 纳米C60增强学习记忆功能示意图

4.自噬介导咪哒唑仑诱导的BV2细胞脂滴积累和吞噬功能下降

【据《Biochemical and Biophysical Research Communications》2022年12月报道】题：自噬介导咪哒唑仑诱导的BV2细胞脂滴积累和吞噬功能下降（第一作者：朱晓玲；通讯作者：刘学胜，张继千）

麻醉镇静药物的出现使复杂的手术和诊断程序能够安全地进行。然而，越来越多的临床观察和实验表明，麻醉药物可以引发中枢神经系统的改变，特别是幼儿和老年人使用麻醉药物。目前较多的研究表明小胶质细胞吞噬功能的改变参与了中枢神经系统疾病的发生发展。小胶质细胞是大脑的吞噬细胞，执行一系列需要高能量消耗的功能，这对免疫监测和维持正常大脑功能至关重要。脂质代谢在维持小胶质细胞吞噬功能方面起着重要作用。然而，麻醉药物对小胶质细胞脂质利用及吞噬功能的潜在影响尚不清楚。阐明麻醉物对脂滴降解和小胶质细胞的吞噬作用的影响对于发现术后中枢神经系统并发症的新治疗理念至关重要。

来自安徽医科大学第一附属医院麻醉科朱晓玲，刘学胜教授等近期开展一项基础研究，旨在探讨麻醉镇静药物咪哒唑仑对小胶质细胞脂滴积累和吞噬功能的影响。在本研究中，作者使用了永生化小胶质细胞BV2细胞研究常用的麻醉镇静药物咪达唑仑对脂滴积累和吞噬作用的影响。使用BODIPY 493/503进行脂滴染色，通过流式细胞术检测每组细胞平均荧光强度。通过甘油三酯定量试剂盒进一步检测BV2细胞脂滴积累情况。使用绿色荧光乳胶珠检测BV2细胞的吞噬能力。通过蛋白印迹法检测p62、LC3、磷酸化TFEB和总TFEB蛋白水平，荧光显微镜观察细胞自噬流检测BV2细胞的自噬情况。研究结果表明咪达唑仑可引起BV2细胞脂滴积累并降低吞噬作用，Triacsin C抑制脂滴积累可部分恢复BV2细胞吞噬作用。此外，咪达唑仑通过增加BV2细胞中磷酸化的TFEB来抑制自噬降解，雷帕霉素处理减少了咪哒唑仑增加的磷酸化TFEB并促进了自噬流。

综上所述，作者的研究提示自噬是减少脂滴积累的靶点，脂滴的正常降解对于维持小胶质细胞的吞噬功能和减轻咪达唑仑对中枢神经系统的副作用具有重要意义。

图. 自噬介导咪达唑仑诱导的脂滴积累和随后的吞噬功能下降示意图

5.鸢尾素通过ERK/NF-κB信号通路抑制MMP-9来改善SAP大鼠的BBB功能障碍

【据《Cellular Signalling》2022年3月报道】题：鸢尾素通过ERK/NF-κB信号通路抑制MMP-9来改善SAP大鼠的BBB功能障碍（第一作者：郭培培；通讯作者：吴会生，赵秋）

胰腺脑病（PE）是严重急性胰腺炎（SAP）的严重并发症。血脑屏障（BBB）损伤是PE发病的主要因素之一。基质金属蛋白酶（MMPs），特别是MMP-9，通过降解紧密连接和基底层，在破坏BBB完整性方面发挥关键作用。研究发现MMP-9的表达与脑损伤密切相关。然而，MMP-9在SAP中对BBB损伤的调控的基本机制还需进一步研究。鸢尾素是一种在维持代谢和能量平衡中起作用的肌肉因子，并被证实与糖尿病、肥胖和神经系统疾病有关。近年来的研究表明，鸢尾素水平与SAP的死亡率、器官衰竭并发症和合并症的加重有关，提示鸢尾素参与了SAP的病理过程。以前的研究表明，鸢尾素能减少MMP-9的表达，减轻脑缺血再灌注引起的BBB损伤。

来自安徽医科大学第一附属医院麻醉科的郭培培、吴会生及武汉中南医院消化内科的赵秋等人近期完成一项基础研究，聚焦了鸢尾素在SAP期间调节BBB损伤的作用和基本机制。在本研究中，作者通过逆行胰胆管注射法建立了SAP模型。在验证造模成功后，通过ELSA检测血清淀粉酶和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平并对胰腺进行病理评分。结果显示鸢尾素处理降低了大鼠SAP后血清淀粉酶和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平的增加病改善了病理评分。接下来，EB染料和脑水含量分别用来评估BBB渗透性和脑水肿程度。结果显示，鸢尾素治疗显着改善了 SAP 大鼠的BBB 的通透性和脑水肿程度。此外，鸢尾素也减少了SAP后MMP-9的表达。为了研究鸢尾素在 SAP 期间 BBB 损伤中调节 MMP-9 的潜在机制，作者使用 HCMEC/D3 细胞和人星形胶质细胞构建了一个体外共培养模型。接下来，作者通过western blot体外研究了MMP-9可能通过抑制ERK/NF-κB的磷酸化发挥BBB的保护作用并在体内进行了验证。此外，作者还评估了鸢尾素对BBB的紧密连接蛋白（ZO-1，Claudin-5）的影响。western blot结果显示，鸢尾素增加了BBB中Claudin-5 和 ZO-1 蛋白的表达。透射电镜观察毛细血管超微结构发现鸢尾素改善了内皮细胞肿胀，减少囊泡和空泡数量。

综上，作者的研究表明鸢尾素通过抑制MMP-9的表达来保护紧密连接并减轻SAP中的BBB功能障碍，并通过ERK/NF-κB磷酸化来调节MMP-9的表达。该研究为鸢尾素对胰脏性脑病的神经保护作用提供了实验依据。

图.鸢尾素通过SAP中ERK/NF-κB途径增强MMP-9介导的紧密连接从而减轻BBB功能障碍

方攀攀、朱倩云 编译；徐光红、张继千 审校

来源：安徽医科大学第一附属医院麻醉科

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