文摘
许多病人体验优秀的物理手术后恢复;然而,也有一些人从痛苦情绪波动,甚至抑郁。术后抑郁可能导致认知功能障碍、疼痛、手术期间和免疫系统。但有更高的可能性,全身麻醉可能抑郁的发展负责。在这里,我们使用最常用的麻醉药,异丙酚,在一个小鼠模型来调查这静脉麻醉复合能否导致小鼠则行为表现。我们发现一个剂量的异丙酚导致显著的异常行为表现在尾部,强迫游泳,和开放的实地测试。我们还研究了这些老鼠的大脑部分,显示有显著减少CD11b蛋白的表达,这表明异丙酚的抑制小胶质功能。我们调查了异丙酚对突触蛋白的影响,SYP,发现没有显著影响蛋白表达。以上结果表明,异丙酚治疗可能促进则通过影响小鼠的行为小胶质细胞的功能。此外,我们发现il - 6水平的细胞因子在大脑组织显著增加,这可能随后引起转录因子的激活,STAT3。 Our finding may provide a new perspective of further understanding the mechanism of anaesthetic drugs and deciphering the underlying mechanism of postoperative depression.
1。介绍
许多病人接受全身麻醉或手术经历某种形式的手术后的抑郁症,特别是在入侵过程后的6个月(1]。手术后常见的并发症之一,抑郁可能导致进一步的发病率和死亡率,尤其是老年患者(1]。与此同时,研究人员发现,抑郁症患者更可能有其他并发症手术后(2]。他们不能够配合与护理人员在手术后护理,康复治疗等。抑郁或焦虑的病人已经有一个先前存在的历史,从手术后的恢复时间抑郁是更长的时间(3]。研究还表明手术可能会加剧现有抑郁的严重程度(4]。到目前为止,很少有人知道为什么有如此强烈的手术和抑郁之间的联系。一些研究人员认为本身的心理原因是许多人经历手术后的抑郁,因为手术迫使他们面对自己的死亡。一些研究也强调了特定类型的手术本身感应的手术后的抑郁症因为抑郁症似乎经常观察到一些主要的手术,包括脑部手术、髋关节置换手术,肿瘤切除。然而,最近的研究表明,时间的长度在麻醉下似乎与抑郁症的可能性和严重程度(5]。异丙酚是一种最常用的麻醉药在重症监护手术后(6]。异丙酚治疗已被发现与术后认知障碍显著相关(7]。没有做什么事来检查是否和异丙酚会如何影响情绪状态的病人和动物。因此,我们采用小鼠模型用一个剂量的异丙酚治疗和测试则在小鼠模型的行为。我们发现老鼠暴露在单一剂量的异丙酚治疗焦虑行为施加在一个开放的中心地区的现场试验,显示更少的时间和尾部则行为和强迫游泳测试通过显示静止时间超过控制老鼠没有注射异丙酚。我们的研究结果表明,异丙酚可能手术后负责情绪波动,这种效应可能与异丙酚的影响有关的小神经胶质细胞在中枢神经系统(CNS)。
2。材料和方法
2.1。动物和药物治疗
在目前的研究中,我们使用8 - 10周大雄性C57BL / 6小鼠。所有老鼠免费访问水和食物。这里的动物实验,小鼠治疗严格遵循准则建立的中国动物保护协会。所有的程序都通过动物保健委员会青岛市立医院,山东,中国。有两组老鼠的研究:生理盐水(控制; )和异丙酚(75毫克/公斤; )。单剂注射异丙酚是小鼠腹腔内的管理。商业注射异丙酚溶液(西安Libang制药、中国)是用在这里。这里使用的剂量的异丙酚是改编自前研究[8]。在麻醉期间,所有老鼠放在加热垫保持体温。行为测试1星期后执行。
2.2。空旷的田野
这里使用一个方形木头盒子是开放的现场试验(如前所述9]。在测试的开始,每个盒子面临的老鼠被放置在一个角落墙上。的总旅行距离和总时间内广场的老鼠在5分钟会话记录和测量。
2.3。尾巴暂停测试
尾巴暂停测试,程序被执行之前报道(10]。老鼠暂停通过与磁带的尾巴小金属钩,他们不能逃避或抓住附近的表面在这个位置。所花费的总时间,老鼠固定6分钟测试期间被记录。不动被定义为缺乏的老鼠试图移动自己的身体。
2.4。强迫游泳测试
我们进行了强迫游泳测试之前报道(11]。老鼠放在一个玻璃烧杯装满水在室温下。我们测试了老鼠的总固定时间在15分钟测试会话中,最后6分钟打进了静止持续时间。每个测试结束时,立即湿老鼠放在一个笼子里正常的床上用品他们热身后干燥的毛巾。
2.5。高+迷宫测试
高+迷宫是一种简单的方法来评估动物焦虑反应。我们测试了老鼠的焦虑水平通过升高加上迷宫试验之前报道(12]。基本上,升高加上迷宫装置配备了两个开放和两个封闭的胳膊和升高的高度离地面50厘米左右。在每个测试的开始,鼠标放置在开放面临的中心广场的手臂,然后被允许探索5分钟的武器。张开双臂的时间被记录和分析的人没有参与实验设计。
2.6。酶联免疫吸附试验(ELISA)
我们测量了大脑组织中il - 6水平通过使用商业酶联免疫试剂盒(eBioscience热费希尔科学)。每个样本化验以复制的方式与适当的稀释,相对发光单元标准曲线的线性范围内可能会下降。从每个样本归一化和il - 6的值表示为一个比例相比总装载蛋白质相对比。每个样品的吸光度测量的标(协同Mx, BioTek Winooski, VT)。
2.7。免疫印迹
溶解大脑样本处理和sds - page凝胶上运行。然后他们被转移到PVDF膜,然后用5%的脱脂牛奶阻塞TBST缓冲区。屏蔽膜的进一步研究与抗体CD11b (1: 4000;英国Abcam), synaptophysin (SYP), p-Stat-3 (1: 1000;细胞信号传导,丹弗斯、MA)和总Stat-3 (1: 1000;细胞信号,丹弗斯,MA)在一夜之间TBST牛奶4°C。孵化后的二次抗体分别在室温下2小时,披露了乐队膜上的蛋白质化学发光反应。β肌动蛋白作为内部控制(1:5000;圣克鲁斯生物技术、钙、美国)。定量结果表示为每个目标蛋白质的比例β肌动蛋白。
2.8。统计分析
提出了在研究中被显示为值 。两组之间的差异显著性是由学生的决定 - - - - - -测试分析。一个值小于0.05的被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。单剂量的异丙酚暴露导致小鼠尾悬挂则行为和强迫游泳测试
首先,我们测试的假设是否单一剂量的异丙酚治疗可能导致长期影响小鼠的行为性能通过专注于大萧条时期。我们工作在这些小鼠尾悬挂和强迫游泳测试探讨异丙酚的长期影响。在尾部悬挂测试中,我们发现异丙酚相比显著增加固定时间控制老鼠没有异丙酚治疗当老鼠挂在反面(图1)。进一步证实在小鼠暴露于异丙酚则行为,我们使用了强制游泳方法来测量这些老鼠的固定时间。我们的研究结果表明,异丙酚的总时间的增加固定时间与对照组小鼠相比(图2)。以上研究结果表明,单一剂量的异丙酚治疗可能引起和维持长期的抑郁行为在老鼠的表现。
3.2。单剂量的异丙酚暴露引起的焦虑行为与空旷的田野和高架+迷宫测试小鼠
焦虑是最高的共存并发症抑郁。因此,我们假定异丙酚能否诱导焦虑行为在这些老鼠,基于上述行为导致这些老鼠。我们使用了大田试验来测试这些老鼠的焦虑水平。如图3(一个)异丙酚治疗有效减少小鼠的总时间花在开放领域的中心区域。我们也测试的另一个重要参数,测量的总旅行距离的老鼠。正如我们所料,注射异丙酚显著降低小鼠的旅行距离在5分钟测试会话控制老鼠相比(图3 (b))。接下来,我们研究了这些老鼠的焦虑行为上升加上迷宫试验。我们发现,小鼠暴露于异丙酚显示显著更少的时间花在开放武器(图4),这符合从打开的现场试验结果。
(一)
(b)
3.3。单剂量的异丙酚暴露引起的il - 6水平的增加小鼠的脑组织
最近的一项研究表明,神经炎症参与术后delirium-like认知障碍(13]。我们测试了异丙酚能否影响il - 6的表达水平在这些老鼠的大脑组织。为了实现的结论,我们进行ELISA测定大脑组织(海马和皮层)来评估小鼠il - 6的水平有或没有异丙酚治疗。在这种情况下我们的研究结果表明,异丙酚治疗能够移植细胞因子的表达水平在老鼠的大脑暴露于异丙酚(图5)。这个结果表明,异丙酚可能会导致焦虑,则小鼠行为的影响他们的大脑的炎症反应。
3.4。单剂量的异丙酚暴露导致CD11b的表达和表达p-STAT-3增加小鼠的脑组织
最后,我们对可能的细胞和分子机制,可能是负责这些小鼠暴露于异丙酚的行为改变。我们测试了胶质细胞是否受到异丙酚治疗通过观察小胶质制造商蛋白质,CD11b。免疫印迹的研究中,我们发现CD11b的表达水平降低小鼠的大脑中异丙酚治疗(图6(一)),这表明小胶质功能可能受到异丙酚治疗。同时,突触前蛋白的表达SYP并不影响异丙酚治疗(图6 (c))。我们也研究转录因子的功能STAT-3通过调查STAT-3的磷酸化状态(p-STAT-3)。我们的免疫印迹结果表明,异丙酚治疗引起p-STAT-3表达水平的增加而不影响总STAT-3(图的表达6 (b))。这些发现与异丙酚可能影响小胶质细胞的功能和提高STAT-3的磷酸化而诱发焦虑,则行为表现在老鼠身上。
(一)
(b)
(c)
4所示。讨论
认知和记忆障碍有相当研究,但术后的情绪波动并没有引起足够的重视。一些证据支持这个想法,有显著的情绪变化,发生在暴露于手术和麻醉的病人治疗。这里,我们测试一个新的假设麻醉治疗本身就足以显著影响动物的情绪状态,接受单剂量的麻醉剂没有附带的外科手术治疗。我们使用异丙酚作为代表麻醉复合和腹腔内注射到老鼠。在接下来的日子里,一系列的抑郁和焦虑行为进行观察老鼠的情绪变化。我们发现有显著差异之间的行为表现这些老鼠有或没有异丙酚暴露。因为这些propofol-induced效果持续大量时间即使在药物起飞时,我们假定这些影响没有急性麻醉影响但在中枢神经系统由其他系统。
神经炎症已经发现的一个主要因素,导致抑郁和其他情绪变化在中枢神经系统14]。这里,我们问小胶质细胞被激活后小鼠的大脑中异丙酚暴露。小胶质细胞蛋白质标记,CD11b这是一个常见的标志蛋白质演示小胶质细胞的激活,用免疫印迹了。令人惊讶的是,我们的研究结果表明,异丙酚可以抑制CD11b的蛋白质水平。合理的解释是异丙酚可以抑制CD11b蛋白表达不管小胶质细胞被激活。异丙酚可能是重要的显著进步的潜在治疗缓解小胶质overactivation中枢神经系统在某些病理条件下,如创伤、中风和多发性硬化症。我们也调查了异丙酚的突触蛋白的影响是非常重要的动物的行为表现背后的基本因素(15]。有趣的是,尽管异丙酚可能影响小胶质细胞的功能,似乎不影响突触蛋白表达水平。这些发现不符合一些先前的报道16]。可能的原因可能是由于不同的时间窗口,当蛋白质异丙酚后收集。但我们的研究结果表明,异丙酚可能有不同的对其他神经元和神经胶质细胞的影响。在未来的研究中,异丙酚对胶质和神经细胞的影响应该单独阐述。
中枢神经系统的神经炎症反应暴露在单一剂量的异丙酚的ELISA试验进一步验证了il - 6在这两个组的老鼠。我们发现异丙酚治疗可能引起upregulation il - 6的老鼠的大脑。这些发现的结果符合异丙酚对小胶质细胞的功能。而抑制CD11b组件,异丙酚可能激活相关的信号通路,为小胶质细胞的激活是重要的。
总的来说,我们的研究表明异丙酚能够影响小胶质细胞的功能和加剧中枢神经系统的炎症反应。细胞和分子的反应可能是负责管理这些老鼠的行为变化,单剂量的异丙酚。我们的研究强调了麻醉药的重要作用在术后情绪变化的影响,但心情可以明显受到许多因素的影响,包括炎症(17)这是经常出现在病人手术期间和之后。因此,一系列精心设计的系统性研究的动物模型,不仅涉及麻醉药还为未来手术过程是必要的。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
所有的作者宣称他们没有利益冲突。
确认
作者感谢骨科资金的支持部门,青岛市立医院,青岛,山东,中国,和潍坊医科大学的技术支持,中国潍坊。