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认知功能障碍是一类严重影响中老年人身心健康和生活质量的疾病,随着我国进入老龄社会,其发病率逐年增加,目前,对认知功能障碍的研究已成为现在社会研究的热点之一。迄今为止,本病的病因、发病机制尚未十分清楚,也无有效的治疗方法和药物。长久以来人们认为中枢神经系统是免疫特免位点,但现在有研究证实外周炎症可引起认知功能障碍[1],其机制可能是通过外周炎症因子(如IL-1等)作用于中枢进而激发中枢免疫细胞释放大量炎症因子引起[2]。Kohman等[3]证实腹腔注射LPS可使大鼠体内toll样受体激活从而引起炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-а等表达增加,引起全身炎症反应,并最终导致认知功能障碍。Naveen K等[4]通过行为学实验方法发现腹腔注射LPS后24小时至7天,大鼠的记忆功能明显降低。有研究发现,血红素加氧酶-1(HO-1)是血红素家族成员之一,为32kd的热休克蛋白可被多种应急刺激诱导[5],其不仅能催化血红素生成一氧化碳、铁和胆红素,还有明显的抗炎作用,对阿尔茨海默病(AD病)的患者有益[6]。诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在生理条件下表达很少,但在炎症时表达明显升高,可诱导产生大量NO从而诱发炎症发生[7]。邓医宇[8]等证实iNOS可能参与缺血后海马神经元的损害,是构成血管性痴呆的机制之一。Srisook K[9]等研究证明HO-1可阻断iNOS表达。本实验首先研究不同剂量LPS腹腔注射对大鼠认知功能的影响,进而探讨HO-1和iNOS在其中的作用。第一部分腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠认知的影响目的:研究腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠认知的影响方法:1.腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠学习能力的影响将18只SD大鼠随机分为三组:Control组为腹腔注射生理盐水,LPS-6组为腹腔注射6mg/kgLPS, LPS-12组为腹腔注射12mg/kgLPS,每组6只大鼠。三组大鼠分别在腹腔注射生理盐水或LPS前2h和后2h、4h、8h、16h、24h进行定位航行试验,通过测量平均上台潜伏期和平均靶象限活动时间的比率来评定其空间学习能力。2.腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠记忆能力的影响将18只SD大鼠随机分为三组:Control组为腹腔注射生理盐水,LPS-6组为腹腔注射6mg/kgLPS,LPS-12组为腹腔注射12mg/kgLPS,每组6只大鼠。注射生理盐水或LPS 36h后撤除水面下的站台,然后将大鼠随机从不同象限(除靶象限外)面壁置入池内3次,每次记录大鼠在60s内游泳轨迹并进行分析。测量大鼠在靶象限活动时间的比率和穿台次数,以评判大鼠的空间记忆能力。结果:1.腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠学习能力的影响在给予LPS或生理盐水腹腔注射前,各组大鼠的登台潜伏期和靶象限停留时间百分比都无统计学差异。在LPS腹腔注射后2h,4h,8h,16h和24h,与Con组相比,LPS-12组登台潜伏期明显延长(P <0.05),靶象限停留时间明显缩短(P <0.05)且两组在8h差异最大;在LPS腹腔注射后8h,与Con组相比,LPS-6组登台潜伏期延长(P <0.05),靶象限停留时间缩短(P <0.05),而在其他时间点无统计学差异。2.腹腔注射不同剂量的LPS对大鼠记忆能力的影响在空间探索试验中,在LPS腹腔注射后36h,与Con组相比,LPS-12组靶象限停留时间和穿台次数上都明显减少(P <0.05),而LPS-6组无统计学差异。第二部分在腹腔注射LPS引起大鼠认知功能障碍过程中HO-1和iNOS的作用目的:研究在腹腔注射LPS引起大鼠认知功能障碍过程中HO-1和iNOS的作用方法:将30只SD大鼠随机分为5组:Con组、LPS组、SnPP组、CoPP组和AG组。LPS组、SnPP组、CoPP组和AG组大鼠分别给予12 mg/kg LPS腹腔注射,在腹腔注射LPS前24h分别给予Vehicle(生理盐水)、SnPP(20 mg/kg,HO-1阻断剂)、CoPP(5 mg/kg,HO-1激动剂)和AG(100 mg/kg,iNOS阻断剂);而Con组给予相同容积的生理盐水作为对照。在腹腔注射LPS后8h进行定位航行试验,36h进行空间探索试验。结果:实验前,各组大鼠的登台潜伏期和靶象限停留时间百分比都无统计学差异。在LPS腹腔注射后8h时,与Con组相比,LPS组、SnPP组和AG组登台潜伏期明显延长(P <0.05),靶象限所占时间百分比明显减少(P <0.05),而CoPP组都无统计学差异(P >0.05);在LPS腹腔注射后36h,与Con组相比,LPS-12组、SnPP组和AG组在靶象限停留时间和穿台次数上都明显减少(P <0.05),而CoPP组都无明显差异(P >0.05)。在LPS腹腔注射后8h,与LPS-12组相比,SnPP组登台潜伏期明显延长(P <0.05),靶象限时间所占百分比则明显减少(P <0.05),CoPP组和AG组登台潜伏期明显缩短(P <0.05),靶象限所占时间百分比明显增加(P <0.05);在LPS腹腔注射36h,与LPS-12组相比,SnPP组在靶象限停留时间和穿台次数上都明显减少(P <0.05),CoPP组在靶象限停留时间和穿台次数都明显增加(P <0.05),而AG组都无明显差别(P >0.05)。结论:1.腹腔注射小剂量LPS(6mg/kgLPS)对大鼠的学习和记忆能力无明显影响,而腹腔注射大剂量的LPS(12mg/kgLPS)可显著降低大鼠的学习和记忆能力。2.HO-1可部分阻断腹腔注射LPS引起的大鼠认知功能障碍,iNOS则在腹腔注射LPS引起的大鼠认知功能障碍过程中起促进作用。