目的:围手术期抑郁症状（Perioperative Depressive Symptoms,PDS）是围手术期发生的一种抑郁发作类型,主要表现为情绪改变,严重者则表现为思维迟缓、活动能力和认知功能降低等。乳腺癌患者中抑郁症状高发,严重影响患者日常功能活动,增加肿瘤术后复发率甚至导致自杀等行为异常。研究显示抑郁症患者在前额叶皮质和海马等抑郁症相关的脑区小胶质细胞异常激活;在内源性或外源性分子刺激下激活NLRP3炎症小体并诱导小胶质细胞合成释放炎症因子,是抑郁发生的主要机制。此外,抑郁症的发生和发展与神经可塑性密切相关,细胞水平的神经可塑性可能被炎症和下丘脑-垂体-肾上腺轴（The hypothalamic–pituitary–adrenal axis,HPA）轴功能障碍所改变。神经发生的过程由调节蛋白控制,如脑源性神经营养因子（BDNF）、神经元核抗原（Neu N）等。另外,Ca2+/钙离子-钙调素依赖性蛋白激酶II(Ca2+/CaMKII)则是调控突触可塑性的重要激酶。Ca 2+通过N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体流入突触后膜触发CaMK II的激活,磷酸化的CaMK II直接激活环磷腺苷效应元件结合蛋白（c AMP-response element binding protein,CREB）促进突触相关蛋白合成,调控突触数量形态及长时程增强（Long-term potentiation,LTP）的形成。可见,减少炎性反应及改善突触可塑性则有利于抑郁症状及其伴随的认知功能障碍的改善。氯胺酮作为一种临床常用的N-甲基-D-天冬氨酸受体（N-methyl-D-aspartate receptors,NMDAR）阻断药,可选择性抑制丘脑内侧核,阻滞脊髓网状结构束的上行传导,兴奋边缘系统,具有镇痛、镇静、抗炎等作用。亚麻醉剂量氯胺酮（0.5mg/kg）可以快速增加突触数并增强突触传导功能,具有一定的抗抑郁作用。因此,我们期望亚麻醉剂量氯胺酮也能对PDS产生快速的治疗作用。本研究观察亚麻醉剂量氯胺酮对乳腺癌患者围术期抑郁情绪、术后恢复及炎性因子的影响,应用小鼠模拟临床上乳腺癌患者模型,探讨亚麻醉剂量氯胺酮的应用,在调节小胶质细胞极化方向上对乳腺癌小鼠抑郁样行为的影响;进一步探讨氯胺酮通过CaMKⅡ/CREB信号通路,调节NLRP3炎性小体和抑郁障碍乳腺癌小鼠突触可塑性变化的作用机制。研究方法:第一部分:根据DSM-Ⅳ抑郁障碍的诊断标准,术前1周由经过培训和合格的精神病医生进行测量,在Ⅰ～Ⅱa期乳腺原发性恶性肿瘤期病例中,选取拟行乳腺癌根治术的择期手术患者;术前1天选用贝克抑郁自评量表（Beck Depression Inventory,BDI-Ⅱ）将无情绪障碍（BDI-Ⅱ得分＜8）的患者随机纳入非抑郁组和非抑郁氯胺酮组;将得分在8～39之间的患者,随机纳入抑郁组和抑郁氯胺酮组,每组各60人。非抑郁氯胺酮组及抑郁氯胺酮组术前40min给与亚麻醉剂量氯胺酮（0.5mg/kg）加入至50 ml 0.9%生理盐水静脉泵入。泵注结束后开始常规麻醉。术后入麻醉后监护治疗室（PACU）观察,术后所有患者采用相同的镇痛方案,评估视觉模拟评分法（Visual Analogue Scale/Score,VAS）评分,当VAS＞3时及时给予舒芬太尼5微克进行镇痛,术后1天、5天进行VAS评分随访,术后即刻进行镇痛管理即:当VAS＞3时立即给予舒芬太尼5微克进行补救镇痛。术前1天、术后1天、术后5天主要观测指标为BDI-II评分总分,其次检测各组患者外周血中IL-6、IL-1β、TNF-α炎性因子水平,并进行围术期情况比较并应用40项快速恢复量表（Qo R40）评价患者术后的恢复情况。第二部分:BALB/C雌性小鼠,随机分为正常对照组,抑郁模型组（模型组）和氯胺酮处理组;每组各10只。除对照组外,小鼠乳腺原位接种小鼠乳腺癌细胞（4T1细胞）,采用慢性温和不可预知性刺激方式构建小鼠抑郁障碍模型,待肿瘤长到直径1 cm~3,模型组和氯胺酮处理组给予手术切除肿瘤,术前氯胺酮处理组小鼠给予氯胺酮（10 mg/kg,i.p.）,模型组给予生理盐水（与氯胺酮同体积,i.p.）,手术第5天后通过糖水偏好实验（Sucrose Preference Test,SPT）、旷场实验（Open Field Test,OFT）、迫游泳实验（Forced Swimming Test,FST）、悬尾实验（Tail Suspension Test,TST）评估行为学;免疫荧光检测各组小鼠大脑组织中额叶皮层脑源性神经营养因子（BDNF）、神经元核抗原（Neu N）表达评估神经元损伤;ELISA检测各组小鼠血清中炎症细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-γ,IL-10含量;流式细胞术分析小鼠脾淋巴细胞CD3+CD4+CD8的表达评估各组小鼠免疫失衡状态;免疫荧光检测各组小鼠大脑额叶皮质小胶质细胞不同表型M1（i NOS）、M2（Arg-1）标志物与Iba-1的共表达观察小胶质细胞极化方向;Western blot检测各组小胶质细胞中Nod样受体蛋白（NLRP3）及其下游GSDMD-C、GSDMD-N、pro-caspase1、pro-IL-1β的表达水平;应用免疫荧光检测各组小鼠脑组织的焦亡相关微粒蛋白（ASC）的斑点形成;ELISA法检测血清中IL-1β、IL-18的含量,观察脑内炎性小体及其下游通路是否参与小鼠抑郁状态及氯胺酮的抗抑郁作用。第三部分:BALB/C雌性小鼠,分组和实验方法同第二部分,应用CUMS方式构建抑郁障碍乳腺癌小鼠模型,行乳腺癌切除术,术后取小鼠大脑组织切片,对突触可塑性进行观察。采用高尔基体染色,观察脑组织额叶皮质区树突棘的形态和密度并用Western blot检测突触可塑性相关蛋白NCAM、NR2B、Glu R1的表达。为进一步明确氯胺酮是否通过调控CaMKII/CREB通路对NLRP3炎性小体产生调控作用,选取氯胺酮处理后的抑郁障碍乳腺癌小鼠模型（每组10只）,分为模型组（单纯CUMS）、氯胺酮处理组（CUMS+氯胺酮10 mg/kg,i.p.）及氯胺酮+KN93组（CUMS+氯胺酮10 mg/kg,i.p.+KN93 10 mg/kg,颅内注射）,实验方法同前。于乳腺癌术后第5天进行行为学评估,同时检测两组小鼠脑组织CaMKⅡ/CREB信号通路的相关蛋白NMDAR、p-CaMKII、CaMKII、p-CREB和CREB的表达及NLRP3及其下游蛋白表达水平、血清中IL-1β、IL-18的含量。采用免疫荧光检测Iba-1、ASC、Iba-1和ASC共表达情况。同时再次观察两组大脑额叶皮质中树突棘的形态和密度,检测突触可塑性相关蛋白的表达。结果:第一部分:四组受试者一般资料比较,各组间年龄、身高、体重、婚姻状况、月收入、月经期、吸烟、饮酒、ASA分级、术前合并症、过敏史、手术史,术前用药史及放疗史,干预药物等计数资料无统计学差异。氯胺酮输注后血流动力学稳定、无呼吸抑制、围术期未出现低血压及氧饱和度降低。四组术后均未发生精神错乱、意识障碍;术后恶心呕吐、睡眠障碍的发生率无统计学差异。非抑郁组与非抑郁氯胺酮组BDI评分总分、炎性因子、Qo R40等指标比较,差异无统计学意义（P＞0.05）。抑郁组术后1天、术后5天,BDI总分没有明显变化,差异无统计学意义（P＞0.05）。抑郁氯胺酮组术后1天、术后5天BDI总分显著降低,差异有统计学意义（P＜0.05）。抑郁氯胺酮组与抑郁组相比,术后1天及5天抑郁评分降低,差异有统计学意义（P＜0.05）。抑郁氯胺酮组与抑郁组相比,术后1天、术后5天,抑郁状态占抑郁总人数的比率降低,差异有统计学意义（P＜0.05）,而且镇痛药物追加次数、住院时间明显减少,术后5天的Qo R40评分中,疼痛、情绪状态、身体舒适度、心理支持及总评分更高,差异有统计学意义（P＜0.05）。ELISA检测炎性因子IL-6、TNF-α的水平,术前存在抑郁组明显高于无抑郁组（P＜0.05）。在术前无抑郁的两组IL-6水平,术前1天、术后1天、术后5天组间、组内无明显统计学差异（P＞0.05）;在术前就已存在抑郁的两组中,组内比较:抑郁组术前1天、术后1天、术后5天IL-6水平无明显变化,无统计学差异（P＞0.05）;抑郁氯胺酮组术后IL-6水平持续下降,术后1天及术后5天与术前1天相比,都有明显统计学差异（P＜0.05）。组间比较:抑郁氯胺酮组与抑郁组比较,术后1天、术后5天,IL-6水平显著降低,有明显统计学差异（P＜0.05）。四组IL-1β水平在术后变化趋势基本相同,组内比较:IL-1β水平在术后1天,术后5天,先上升后下降,与术前1天相比明显升高,差异有统计学意义（P＜0.05）。组间比较:抑郁氯胺酮组与抑郁组比较,术后1天、术后5天,IL-1β水平显著降低,有明显统计学差异（P＜0.05）。TNF-α水平在术前无抑郁的两组变化趋势相同,在术后1天显著升高、术后5天下降,术后1天与术前1天相比,差异有统计学意义（P＜0.05）;术前无抑郁的两组组间比较,无明显统计学差异（P＞0.05）。TNF-α水平在术前就已存在抑郁的两组中,组内比较:抑郁组术后1天、术后5天TNF-α水平明显升高,与术前1天相比,差异统计学差异（P＞0.05）;抑郁氯胺酮组TNF-α水平术后1天升高,术后5天下降,与术前1天相比,差异有统计学意义（P＜0.05）。组间比较:抑郁氯胺酮组与抑郁组比较术后1天、术后5天,TNF-α水平显著降低,有明显统计学差异（P＜0.05）。第二部分:采用慢性温和不可预知性应激（CUMS）方式成功构建小鼠抑郁障碍模型后,通过行为学测试发现:与对照组相比,模型组小鼠糖水偏好度明显降低、直立次数和穿梭中央区次数明显减少,悬尾及强迫游泳不动时间增加,出现明显的抑郁样行为学改变。与模型组相比,氯胺酮处理组小鼠行为学得到显著改善,表现出糖水偏好率提高、直立及穿越中央区次数增加、悬尾及强迫游泳不动时间下降,组间比较具有统计学差异（P＜0.05）。且神经元损伤因子BDNF、Neu N的表达水平升高;血清IL-6、TNF-α、IFN-γ表达下降,IL-10表达升高（P＜0.05）;脾脏组织内淋巴细胞中CD3+CD4+CD8+表达增加,CD4+/CD8+比值增加（P＜0.05）;i NOS和Ib a-1共定位表达下降,Arg-1和Iba-1的共定位表达升高;NLRP3/GSDMD/Caspase1信号通路的蛋白表达下降,脑组织ASC斑点生成减少,同时外周血成熟IL-1β、IL-18含量降低,差异有统计学意义（P＜0.05）。第三部分:步骤一:通过高尔基体染色发现,与对照组相比,模型组小鼠树突棘密度减少,突触可塑性相关蛋白NCAM、NR2B、Glu R1表达降低;氯胺酮处理组与模型组相比,树突棘密度增加,突触相关蛋白NCAM、NR2B、Glu R1表达升高,组间比较具有统计学差异（P＜0.05）,抑郁小鼠的突触可塑性降低可被氯胺酮逆转;步骤二:加用CaMKⅡ拮抗剂KN93处理抑郁小鼠模型后,氯胺酮处理组与模型组相比,NMDAR、p-CaMKII和p-CREB蛋白表达增加;氯胺酮+KN93组与氯胺酮处理组相比,NMDAR、p-CaMKII和p-CREB蛋白表达降低,小鼠旷场试验直立次数和穿梭中央区次数明显降低,KN93逆转了氯胺酮对小鼠的突触可塑性及抑郁的改善作用,同时NLRP3、GSDMD-C、GSDMD-N、pro-caspase1、pro-IL-1β等蛋白的表达水平升高,血清中IL-1β、IL-18含量升高;脑组织中Iba-1和ASC的共表达水平明显升高;树突棘密度降低,突触可塑性相关蛋白NCAM、NR2B、Glu R1表达降低;组间比较具有统计学差异（P＜0.05）。结论:1.亚麻醉剂量氯胺酮能够改善乳腺癌患者围手术期抑郁状态,促进术后恢复,对抑郁患者的外周炎性因子的抑制作用与抑郁评分变化一致,抗炎可能是其中的机制之一。2.亚麻醉剂量氯胺酮可以通过抑制抑郁障碍乳腺癌小鼠的NLRP3炎症小体和其下游的相关分子的表达,促进小胶质细胞M2型极化发挥抗抑郁作用。3.亚麻醉剂量氯胺酮通过CaMKⅡ/CREB信号通路调节炎性小体改善抑郁障碍乳腺癌小鼠突触可塑性。