微小RNA-34a调控CaMK Ⅱ/CREB途径改善异氟烷麻醉引起的老年大鼠认知功能障碍

摘要

目的 探讨微小RNA（miR）-34a对异氟烷麻醉引起的老年大鼠认知功能障碍的影响及其作用机制。方法 将40只20月龄大鼠随机分为正常（Con）组、模型（Model）组、miR-34a抑制剂（miR-34a inhibitor）组和miR-34a激动剂（miR-34a mimics）组，每组10只。miR-34a inhibitor组和miR-34a mimics组大鼠尾静脉注射100 nmol/kg对应药物，Con组和Model组大鼠尾静脉注射等剂量生理盐水，1次/d,连续5 d。第6天，除正常组外，其余组大鼠均进行单次异氟烷麻醉6 h,构建术后认知功能障碍（POCD）模型。建模完成后12 h,采用Morris水迷宫实验观察大鼠逃避潜伏期和目标象限停留时间。采用免疫荧光染色观察大鼠海马组织中离子钙结合衔接分子1（Iba-1）阳性表达率。采用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测大鼠海马组织中miR-34a以及B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）和Bcl-2相关X蛋白（Bax）的mRNA相对表达量。采用酶联免疫吸附实验（ELISA）检测大鼠血清中白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）、活性氧（ROS）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）水平以及海马组织中谷氨酸（Glu）、Ca²⁺和N-甲基-D-天冬氨酸受体2B（NMDAR2B）含量。采用蛋白质印迹（Western blotting）检测大鼠海马组织中钙-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）、pCaMKⅡ、环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）、磷酸化CREB（pCREB）蛋白相对表达量。结果 与Con组比较，Model组大鼠逃避潜伏期、血清中IL-6、IL-1β、ROS水平以及海马组织中Iba-1阳性表达率、miR-34a、Bax mRNA相对表达水平和Glu、Ca²⁺、NMDAR2B含量延长或升高，目标象限停留时间、血清中GSH-Px水平、海马组织中Bcl-2 mRNA相对表达水平、Bcl-2/Bax以及pCaMKⅡ/CaMKⅡ和PCREB/CREB缩短或降低，差异有统计学意义（P<0.05）。下调miR-34a表达可缩短模型大鼠逃避潜伏期，以及降低血清中IL-6、IL-1β、ROS水平和海马组织中Iba-1阳性表达率、miR-34a、Bax mRNA相对表达水平和Glu、Ca²⁺、NMDAR2B含量（P<0.05）,还可延长目标象限停留时间，以及血清中GSH-Px水平、海马组织中Bcl-2 mRNA相对表达水平、Bcl-2/Bax以及pCaMKⅡ/CaMKⅡ和PCREB/CREB（P<0.05）。上调miR-34a表达可通过促进小胶质细胞的异常激活以及炎症、氧化应激和凋亡，抑制CaMKⅡ/CREB信号通路活化，加重模型大鼠认知障碍。结论 miR-34a在POCD老年大鼠中高表达，抑制miR-34a表达可通过激活CaMKⅡ/CREB信号通路改善老年大鼠因异氟烷麻醉引起的认知功能障碍。

关键词

微小RNA-34a / 异氟烷 / 认知功能障碍 / 炎症 / 钙-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ / 环磷腺苷效应元件结合蛋白

基金资助

湖南省创新型省份建设专项项目(S2021JJZZLH0913)