研究背景:我国是一个人口大国,每年都有许多的儿童接受全麻手术和治疗。麻醉药物是否会对发育期儿童的智力产生影响?会不会导致以后的学习功能障碍?这一直是众多家长关心的一个问题,也是麻醉这一领域一直争议激烈的问题。认知与学习是人类非常复杂的能力,受多种因素的影响;麻醉药物多种多样,发挥作用的机制也各不相同。因此到目前为止,虽然有一些临床试验认为:麻醉药物对儿童的认知功能存在影响,但其数据的准确性仍然受到很大的质疑。近几年,相关的动物实验发现:暴露于临床常用的麻醉药物可以导致发育期动物大脑神经细胞的发育异常从而引起远期的认知功能障碍和学习能力的下降。在我国目前临床上最常用于小儿的全麻药物是异丙酚。异丙酚由于诱导快速,作用时间短,恢复快等优点备受麻醉医生的喜爱,常用于小儿短小手术的麻醉及有创检查。以往的动物实验认为:麻醉药物是通过抑制N-甲基-D-天门冬氨酸受体(NMDA)或者激活γ-氨基丁酸受体(GABA)产生的神经毒性作用。异丙酚也是GABA受体的激动剂,是否会有相应的神经毒性,目前国际上研究较少。临床上关于异丙酚导致远期学习障碍的研究因其产生机制不明,也备受争议。众所周知,大脑是人类的重要功能器官,是脊髓动物高级神经系统的主要部分,是控制运动,产生感觉实现高级功能的神经中枢。其中,海马被认为与认知、学习、记忆相关也是神经细胞增殖的重要区域。而皮质主要由锥体细胞构成,由丰富的锥体细胞构成的各种神经环路来实现信息的传导功能。发育期海马齿回神经干细胞的分化异常以及皮质区成熟锥体细胞的减少和树突发育的异常,有可能对远期的认知和学习记忆功能产生重要影响。因此,我们研究异丙酚对发育期小鼠大脑海马神经干细胞及皮质锥体神经细胞的影响,寻求调控大脑认知学习功能的机制。近年的研究表明,全麻药物引起的认知功能障碍与暴露于麻醉药物的时期、时间长短、剂量等有相关性。出生后2周暴露于麻醉药物就可以引起相关的神经干细胞出现凋亡。P7是啮齿类动物大脑神经细胞发育的高峰时期,这一时期暴露与麻醉药物也出现相应的凋亡高峰。最近的研究发现:异丙酚可以影响成年动物大脑海马区新生神经元的存活,干预神经细胞的成熟;它可以显著地减少三月龄小鼠大脑海马齿回神经干细胞分化为成熟的神经细胞,转为星形胶质细胞。这一改变可能进而影响到成熟的神经元整合进入神经环路的过程,导致了信息在神经细胞间的传递障碍。有研究表明:破坏海马体及周围的皮质部分会造成失忆。对于发育期的动物,异丙酚是否也通过干预海马和皮质区神经干细胞的增殖及分化,导致临时的信息传导障碍以及神经环路的形成而引起远期的学习功能障碍?研究方法:研究实验对象选择:c57小鼠p7,连续3天,每天1次腹腔注射prop30mg/kg、prop60mg/kg、同体积脂肪乳剂构建模型。免疫组化检测:海马区:dcx与brdu双标观察异丙酚对神经干细胞的增殖以及增殖的干细胞转化为成熟神经元的情况、neun染色观察海马区成熟神经元数量的变化、高尔基染色观察海马区神经元树突棘形态变化。皮质区:map2b蛋白标记观察皮质锥体细胞的树突棘密度、高尔基染色观察皮质锥体细胞树突棘形态、neun观察皮质区成熟神经元数量、gfap观察皮质区星形胶质细胞的数量变化。研究结果:1.运用标记细胞增殖的特异性抗原标记物brdu与标记成熟神经元的dcx观察异丙酚注射后对海马齿回新增神经干细胞增值的影响及增值的神经干细胞分化为成熟神经元的情况。荧光双标显示:与对照组比较,30mg组brdu数量减少无统计学意义,60mg组brdu数量显著减少;30mg组brdu+dcx数量减少无统计学意义,60mg组brdu+dcx数量显著减少。药物的剂量组间统计比较存在差异,以60mg组差异最为显著。2.运用成熟神经元标记物neun观察不同剂量异丙酚注射后海马齿回成熟神经元数量。荧光标记显示:相同部位海马齿回同等面积下的neun数量30mg组与对照组相比减少不明显;60mg组与对照组相比细胞数量有减少但无统计学意义。3.运用高尔基染色显示海马齿回颗粒神经元树突棘形态:在蔡司显微镜x100光镜下统计相同长度的颗粒细胞树突棘总数,30mg组与对照组相比树突棘总数有显著减少;60mg组与对照组相比树突棘总数显著减少。成熟蘑菇状棘突30mg组与60mg组同对照组相比显著减少;瘦长形棘突30mg组与60mg组同对照组比较明显增多;丁图状棘突对照组,30mg组,60mg组3组比较无显著差异。4.采用免疫荧光gfap标记大脑皮质中星形胶质细胞数量:30mg组与对照组相比单位面积上GFAP标记的星形胶质细胞数量无显著差异;60mg组与对照组相比单位面积上GFAP标记的星形胶质细胞数量无显著差异。5.免疫荧光Neu N标记大脑皮质中成熟神经元数量:30mg组与对照组相比单位面积上Neu N标记的神经元数量无显著差异;60mg组与对照组相比单位面积上Neu N标记的神经元数量无显著差异。6.MAP2B微观相关蛋白标记大脑皮质锥体细胞树突。采用光密度分析统计MAP2B的组间表达差异:与对照组相比,30mg组光密度分析MAP2B表达无显著差异;60mg组光密度分析MAP2B表达明显下降。7.高尔基染色显示小鼠大脑皮质锥体细胞树突棘形态:30mg组与对照组相比树突棘总数减少无显著差异,成熟蘑菇样形态的树突棘与对照组相比有显著减少;60mg组与对照组相比,树突棘总数有显著减少,成熟蘑菇样形态的树突棘也显著减少。研究结论:1.异丙酚抑制发育期小鼠海马齿回神经干细胞的分化与用药剂量有相关性。2.异丙酚抑制成熟神经元的分化数量,增加其凋亡与剂量呈相关性。3.异丙酚对发育小鼠海马齿回的颗粒细胞及皮质的锥体细胞树突棘形态及数量的影响有剂量相关性。