POCD表现轻者出现记忆力下降,重者会影响患者日常生活功能,延长住院时间、增加死亡率。因此如何降低POCD发生率、改善患者术后认知功能越来越受到医学界的关注。
随着国内外学者对POCD的不断探索,越来越多的研究表明围术期使用右美托咪定对POCD的预防和治疗均有显著效果 。但DEX作用于POCD的机制仍不清楚。

在一项纳入了26项随机对照实验的荟萃分析中显示,围术期使用DEX可降低炎症水平和POCD发生率。 NAD-依赖性去乙酰化酶1在丘脑及海马神经元内广泛表达。
SIRT1/NF-κB信号通路是介导慢性脑缺血炎性反应的重要信号通路, DEX 可能通过上调海马神经元SIRT1表达,抑制NF-κB表达,降低TNF-α和白细胞介素-6的水平,从而减轻POCD。

DEX可能通过抑制α7-*碱烟**乙酰胆碱受体在的海马表达,降低血清炎症因子和S-100β水平,增加脑源性神经营养因子水平,进而改善记忆损伤。
另有学者认为DEX通过调节M1/M2小胶质细胞极化,抑制高迁移率族蛋白1/晚期糖基化终产物受体/NF-κB信号通路,来缓解手术诱导的海马炎症。

在另一项研究中发现DEX可以通过丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶信号通路改变小胶质细胞M1/M2极化来抑制神经炎症。 DEX预处理可能激活腺苷酸活化蛋白激酶抑制缺血/再灌注诱导的神经炎症反应。
DEX通过促进神经元一氧化氮合酶的表达,抑制全身性炎症反应,从而减少术后神经炎症和神经元凋亡。 DEX激活α2受体,通过调节核因子E2相关因子2/抗氧化反应原件通路,发挥抗氧化应激反应,对神经元产生保护作用。

DEX抑制过氧化物酶体增殖受体γ辅激活因α通路失活和线粒体功能障碍,来改善神经功能障碍。 DEX通过促进海马神经元增殖并抑制细胞凋亡,来达到改善神经细胞损伤的目的。
调节转录后基因表达的非编码小RNA,涉及细胞生长、分化、发育和凋亡,被认为是许多疾病的致病因素 。有部分研究发现,DEX改善POCD可能与miR相关。

DEX上调miR-129表达, 通过抑制YAP1相关转录调节因子和重组人蛋白Jagged-1(JAG1)表达,抑制小鼠海马神经元凋亡。
DEX也可能通过miR-103a-3p/囊泡相关膜蛋1轴,缓解POCD模型中小胶质细胞的活化。DEX介导miR-381表达增强, 抑制重组人早期生长反应蛋白,可减少海马神经元凋亡、DNA损伤、神经炎症和认知障碍下降。
DEX通过miR-377-5p/细胞骨架活性调节蛋白信号通路减少了丙泊酚诱导的小鼠海马神经元损伤。综上所述, 目前医学领域关于DEX作用于POCD的研究,不同的学者提出了不同的观点,且大多数着眼于单一靶点或者单条通路。

但是POCD本身发病机制复杂且尚不明确,相关影响因素众多,参与的病理过程复杂,还可能与多种精神疾病存在共同途径。 用传统的单一靶点或者单条通路的研究模式,可能很难揭示药物治疗复杂疾病的作用过程。
网络药理学跳出了单靶点研究模式的束缚,着眼于多靶点的研究策略,对药物治疗疾病的相互作用过程进行详细的分析; 借助计算机软件构建疾病-靶点-药物网络,在预测药物的临床疗效、探索疾病的致病靶点和新药的研发方面具有独特优势。

网络药理学具有整体性、系统性和综合性的特点,把药物靶点从单个分子扩展到分子集合或某个信号通路,甚至通路集合。 药物对单个靶点的亲和力也许并不高。
但可能因为作用于疾病网络的多个靶点,或者各靶点的作用相互协同,最终达到更好的治疗效果。 分子对接技术是利用计算机软件模拟配体和受体分子之间空间匹配和能量匹配的过程,能够在分子水平上预测配体-受体的相互作用。

本研究旨在利用网络药理学方法和分子对接技术,探究DEX作用于POCD的机制。 通过建立药物作用网络和疾病相关网络,预测DEX的潜在靶点及其作用通路,进一步确定其在POCD治疗中的作用机制。
同时,利用分子对接技术,预测DEX与靶点蛋白质之间的相互作用模式和亲和力,为其临床应用提供理论依据。该研究有望为POCD的治疗提供新的思路和方法。

为老年患者的术后康复提供更好的保障。 POCD是麻醉和手术后出现的一种中枢神经系统功能紊乱,严重者会影响日常生活能力。
POCD在老年人群中发病率较高,且不利于患者术后恢复。 很多研究表明DEX对POCD的有利作用,可能与其神经保护作用有关,但其具体机制尚未明确。

这些靶点均位于PPI图的核心位置,是连接多种蛋白相互作用的枢纽基因, 且在与DEX的分子对接中均表现出良好的结合能力,提示DEX可能是通过调节这些靶点发挥作用的。
经过富集分析发现DEX主要通过调节G蛋白偶联受体活性、单胺氧化酶活性、丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸蛋白激酶活性、突触后神经递质受体活性等。

调控神经活性配体-受体信号通路、钙信号通路、血清素能突触、多巴胺能突触、cAMP信号通路、NF-κB信号通路、PI3K-Akt信号通路等, 参与突触信号传导、神经递质降解与代谢、细胞凋亡、氧化应激和炎症反应等生物学过程。
从多重角度发挥生物学效应而作用于POCD。HSP90AA1编码一种热休克蛋白,是参与细胞周期控制和信号转导的重要分子伴侣。 热休克蛋白家族调节各种信号蛋白的活性,如:类固醇激素受体、酪氨酸激酶B、一氧化氮合酶等。

HSP90与NOS的许多正向调节机制有关,NOS主要促进一氧化氮的产生,NO对正常生理功能有重要作用, NO过度产生会引发神经变性,损害认知功能。
tau蛋白参与构成神经元和突触,HSP90介导微管相关蛋白tau聚集, tau聚集形成螺旋丝和神经原纤维缠结,引起细胞凋亡和神经元损伤而出现认知障碍。

SLC6A4编码5-羟色胺转运蛋白,广泛分布在整个大脑中,主要负责5-羟色胺在突触间隙再摄取,参与情绪调节; 5-HTT再摄取障碍会导致语言、记忆能力受损。SLC6A4在海马的表达情况与学习、记忆、焦虑和抑郁相关 。
创伤、应激通过cAMP/PKA/CREB/BDNF信号通路调节SLC6A4表达,进而影响认知。 SLC6A3编码多巴胺转运蛋白,分布在纹状体和黑质等区域,介导多巴胺的再摄取。

在自然衰老过程中,大脑结构和功能变化引起的认知能力下降,与多巴胺能系统的稳态密切相关。SLC6A3与多种神经退行性疾病及精神疾病相关, 如帕金森病、成瘾性疾病、注意力缺陷多动障碍、精神分裂症、双相情感障碍、自闭症。
GRIN2B编码N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的亚基GluN2B,NAMD受体是谷氨酸门控离子通道,在维持突触结构和功能中起关键作用。 NMDA受体激活,Ca2+内流,过量的Ca2+可引起细胞坏死、凋亡和自噬。

且此过程需要钙离子通道参与。 丙泊酚可以通过NMDA受体与BDNF-TrkB信号通路诱导大鼠学习和记忆障碍。单胺氧化酶(MAO)催化单胺的氧化。
有两种亚型MAOA和MAOB,MAOA优先氧化5-HT、去甲肾上腺素和肾上腺素,DA是MAOA和MAOB的共同底物,异常的MAO活动和精神疾病有关。

MAOA基因点突变表现为冲动攻击,MAOB与帕金森综合征相关,主要影响神经递质降解和CYP450氧化。
RELA是原癌基因,RELA是NF-κB家族一个重要的成员, 转录因子NF-κB选择性的结合在B细胞κ-轻链增强子上调控许多基因的表达,与炎症、免疫、分化、细胞生长、肿瘤发生和凋亡等生物学过程相关。

外周炎症通过激活NF-kB信号通路,激活小胶质细胞,诱导认知障碍和神经炎症。 NR3C1编码糖皮质激素受体,影响炎症反应、细胞增殖和分化及细胞凋亡。
应激时NR3C1高甲基化,HPA轴失调,皮质醇增加,导致儿童情绪消极 ,婴儿胎盘中NR3C1基因表达影响神经系统,对心理健康产生终生影响。

CYP3A4编码细胞色素P450(CYP450),参与类固醇激素、类维生素A和脂肪酸代谢。 CYP3A43在大脑中高表达,影响精神活*药性**物在作用部位的药效学。
尚未发现CYP3A4与认知障碍发病机制相关的研究。DEX通过抑制神经元细胞凋亡,改善POCD 。神经炎症介导的神经元细胞凋亡,被认为是导致POCD最核心的原因。

机体在创伤应激等情况下,血脑屏障受损;外周炎症因子激活小胶质细胞,活化的小胶质细胞释放更多炎症因子, 对神经元产生更强烈的毒性,并重新激活小胶质细胞,逐级放大神经炎症。
引起神经元细胞凋亡,导致认知功能障碍。 HSP90AA1介导tau蛋白聚集,引起神经细胞凋亡,在POCD发病和治疗中处于关键位置。

神经炎症激活NMDA受体,钙蛋白酶被过度激活,导致BDNF/TrkB信号失调,引起细胞凋亡,进而出现认知障碍。 DEX抑制突触后致密蛋白PSD95-NR2B-nNOS形成复合物,减少了神经元凋亡。
DEX可以激活PI3K-Akt通路,还可通过调控HSP90/Akt信号通路,进一步抑制NF-κB信号通路 ,调控 NOS3的表达,而减少神经炎症和神经元凋亡, 来发挥神经保护作用。

DEX通过调节神经递质,改善POCD。中枢神经递质与认知功能障碍相关。 DA释放过多且再摄取不足,都会导致术后早期出现记忆功能障碍。
DEX通过增加5-HT合成和上调DAR,进而减少DA产生,来缓解睡眠剥夺引起的抑郁状态。 DEX还可以通过调控AMPK/NF-κB途径,减少星形胶质细胞的活化,保护多巴胺能神经元。

谷氨酸能神经传导紊乱影响突触可塑性和皮质微回路,NMDA受体功能改变会影响认知。 DEX还可以降低谷氨酸,增加GABA,通过介导cAMP/PKA/CREB/BDNF信号通路,缓解POCD。
虽然本研究初步预测了DEX作用于POCD的核心靶点和主要信号通路,但仍有一定的局限性: 第一,本研究的基础数据均来自于公共数据库,数据库中的靶点信息基本都来源于实验数据。

不同的实验条件可能对实验结果有一定的影响; 第二,本研究在分子对接时采用半柔性对接,这种对接方式中受体蛋白的构象固定不变,配体小分子的构象可变化, 并不完全符合配体与受体的诱导契合学说,故而在一定程度上降低了对接结果的精确性。
DEX激活α2受体,通过调节Nrf2/ARE通路,发挥抗氧化应激反应,对神经元产生保护作用。焦亡是细胞炎性坏死的一种形式,与炎性小体相关,激活炎症反应。
细胞焦亡可能在中枢神经系统疾病的发病机制中起关键作用, DEX改善NLRP3炎症小体募集和半胱天冬酶-1活化,并减少脂多糖诱导的星型胶质细胞的焦亡 。

在脑出血模型中DEX显著增加了存活神经元的数量,减少了神经元细胞损伤和凋亡 。在DEX处理的脑出血小鼠模型中,小鼠脑中的细胞内活性氧和线粒体ROS显著降低。
减轻了脑出血诱导的三磷酸腺苷产量下降和过氧化物酶体增殖受体γ辅激活因子α、解偶联蛋白2和锰依赖性超氧化物歧化酶的表达。

说明DEX抑制PGC-1α通路失活和线粒体功能障碍衍生的氧化应激来改善脑出血引起的神经功能障碍。DEX通过促进海马神经元增殖并抑制细胞凋亡,来达到改善神经细胞损伤的目的。
