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目的通过观察血源性单核巨噬细胞(monocyte derived macrophage,Mo-Mφ)对体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)大鼠术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)的影响,探讨此细胞作用机制以及是如何发挥脑保护作用的。方法清洁级健康成年SD大鼠,雄性,40只,体重350~400g,由中国人民解放军北部战区总医院动物实验科提供。随机分为4组,每组10只:假手术+生理盐水组(S组)、CPB+生理盐水组(C组)、CPB+PBS脂质体组(P组)、CPB+氯膦酸二钠脂质体组(L组)。大鼠术前分别进行连续5天,每天4次的水迷宫训练。术前禁食6h,不禁水。2%戊巴比妥钠(50mg/kg)腹腔注射麻醉,利用透光法进行气管插管行机械通气,S组只行动静脉穿刺置管不进行体外循环;C组进行动静脉穿刺并体外循环60min;P组进行体外循环60min并于CPB前48h,24h经尾静脉注射PBS脂质体4ul/g;L组于P组同样时间点尾静脉注射氯膦酸二钠脂质体4ul/g;S组和C组术前尾静脉注射同等量的生理盐水。CPB术后第7天通过Morris水迷宫收集实验数据,分析各组大鼠行为学改变,然后将大鼠麻醉后腹主静脉放血处死,采集血清,用4℃冰生理盐水进行心脏灌注,断头在冰袋上取海马组织以及大脑。ELISA检测外周血IL-6、IL-1β、TNF-α等炎症因子的变化以及脑损伤标志物S100β,NSE的表达水平;流式细胞术检测给药前后外周血中Mo-Mφ的清除率;TUNEL观察海马神经元的凋亡;实时定量PCR检测海马内IL-1β、IL-10、TNF-α、TGF-β等细胞因子基因表达情况以及Arg1、i NOS的水平。Western blot法检测海马内i NOS蛋白水平表达情况;采用SPSS 22.0软件对本实验数据进行统计学分析,正态分布计量资料以均数±标准差(`x±s)表示,各组间比较采用单因素方差分析,P<0.05差异具有统计学意义。结果1、各组大鼠Morris水迷宫结果与S组相比,C组、P组、L组大鼠的平均潜伏期均延长,穿越平台次数以及目标象限停留时间均减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与C组相比,L组平均潜伏期延长,穿越平台次数和停留时间减少,差异有统计学意义(P<0.05),P组与C组比较差异无统计学意义。2、ELISA检测各组大鼠术后7d血清IL-6、IL-1β、TNF-α炎症因子的变化与S组相比,C组、P组、L组大鼠血清中IL-6、IL-1β、TNF-α均升高,差异有统计学意义(P<0.05);C组、P组、L组大鼠血清中IL-6、IL-1β、TNF-α无明显差异。3、ELISA检测各组大鼠术后7d血清中脑损伤标志物S100β和NSE的表达水平与S组相比,C组、P组和L组大鼠血清中S100β水平明显升高,差异具有统计学意义(P<0.05);与C组相比,L组大鼠S100β的水平明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),P组与C组相比,差异无统计学意义(P>0.05);血浆中NSE的水平在转流的各组大鼠中略高于未经转流的S组,但结果无统计学意义(P>0.05)。4、流式细胞术检测血清内Mo-Mφ数目的变化与C组相比,L组Mo-Mφ数目明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05),P组与C组比较差异无统计学意义。5、TUNEL检测海马神经元凋亡率的变化与S组相比,C组、P组、L组大鼠海马神经元凋亡明显增多,差异有统计学意义(P<0.05);与C组相比,L组海马神经元凋亡数目明显增多,差异有统计学意义(P<0.05),P组与C组比较差异无统计学意义。6、rt-PCR检测海马内IL-1β、IL-10、TNF-α、TGF-β等炎症因子基因表达情况以及Arg1、i NOS的水平与S组相比,C组、P组、L组大鼠海马中炎症因子和Arg1、i NOS基因表达增加,差异有统计学意义(P<0.05);与C组相比,L组大鼠海马内IL-1β、TNF-α和i NOS的基因表达增加,而IL-10、和Arg1的基因表达减少,差异有统计学意义(P<0.05),与C组相比P组差异无统计学意义。7、western blot法检测海马内i NOS蛋白的表达情况与S组相比,C组、P组、L组大鼠海马内i NOS蛋白表达增加,差异有统计学意义(P<0.05);与C组相比,L组大鼠海马内i NOS蛋白表达增加,差异有统计学意义(P<0.05),P组与C组相比差异无统计学意义。结论1、清除外周血源性单核巨噬细胞能加重CPB诱发POCD。2、清除外周血源性单核巨噬细胞可能通过影响脑内小胶质细胞极化状态从而加重局部神经炎性损伤进而加重POCD。