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目的: 阻塞性睡眠呼吸暂停(Obstructive Sleep Apnea,OSA)是患者在睡眠过程中由于各种原因导致上气道阻塞所导致的机体间歇性低氧和反复觉醒,并以慢性间歇性低氧(Chronic Intermittent Hypoxia,CIH)为主要病理特征.随着OSA发病率的升高,及OSA对机体多系统的影响,许多OSA相关的临床和动物模型的研究势如破竹,然而对于中枢神经系统,目前大部分研究以CIH对认知功能的影响为主流,其中基础性研究较多的脑区主要为海马,并且多数研究发现CIH产生大量活性氧,造成大脑氧化应激反应和炎症反应,对海马造成损伤,从而导致认知功能下降.随着影像学的发展,许多学者结合影像学检查发现除外海马外, OSA患者在大脑皮层、小脑、丘脑等不同脑区的结构和化学信号发生改变,而基础研究CIH对不同脑区的影响甚少,而不同脑区有各自独特又重要的功能,其功能损害直接影响人类的生活和工作,探索OSA相关的慢性间歇低氧在不同脑区产生的影响具有重要的临床意义.因此,本研究通过慢性间歇低氧小鼠模型模拟OSA的典型病理生理特征,收集小鼠大脑皮层、小脑,检测行为学改变来评估CIH对相应脑区的神经功能的影响,同时从蛋白表达水平检测 CIH 对两个脑区的影响. 方法: 将40只清洁级雄性健康C57BL/6J小鼠,根据体重近似的两笼小鼠分别作为空气对照组和间歇低氧组,将小鼠分为8组:空气对照3天、2周、4周、8周组(RA3D、RA2W、RA4W、RA8W)、间歇低氧3天、2周、4周、8周组(IH3D、IH2W、IH4W、IH8W),每组5只.4组间歇低氧小鼠均放入间歇性低氧舱内,系统调节控制通入不同浓度的N2、O2混合气体,交替进行以模拟间歇低氧环境.4组空气对照组为减少排气噪音差异在同一室内氧舱外饲养.造模完成后开始进行行为学测试,如三室社交行为实验和社交新颖性偏好实验(检测在三个室内分别待的时间和左右室时间比值,评估小鼠社交能力和社交新颖性)、旷场实验(检测在旷场中心时间比例,评估小鼠紧张情绪)、疲劳转棒实验(检测在转棒上持续的时间,评估小鼠耐力和平衡能力).3天组需要观察急性改变,未做行为学测试.行为学测试结束后尽快安排实验,分离收集大脑皮层和小脑.并使用蛋白免疫印迹法(Western Blotting,WB)检测各组小鼠的大脑皮层和小脑的炎症因子肿瘤坏死因子α(Tumor Necrosis Factor,TNFα)、氧化应激指标4-羟基壬烯酸(4-Hydroxynonenal, 4HNE)、3-硝基酪氨酸(3-Nitrotyrosine ,3NT),抗氧化酶过氧化氢酶(Catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase 2,SOD2),抗氧化应激因子红系衍生核因子2相关因子2(Nuclear Factor E2 Related Factor2,Nrf2),及下游醌氧化还原酶(NAD(P)H quinone oxidoreductase-1,NQO-1)、血红素氧合酶-1(Heme Oxygenase -1,HO-1)等表达水平. 结果: 1. 行为学检测结果: (1) 三室社交行为实验:所有组小鼠的右室/左室时间比值差别无统计学意义(P>0.05); (2) 三室社交新颖性偏好实验:与 RA2W 组相比,IH2W 组小鼠的左室/右室时间比值显著下降(P<0.05); (3) 旷场实验:所有组小鼠在旷场中心时间比例差别无统计学意义(P>0.05); (4) 疲劳转棒实验:所有组小鼠在转棒上持续时间差别无统计学意义(P>0.05). 2. 蛋白免疫印迹法检测: (1) WB法检测炎症因子TNFα、氧化应激指标4HNE、3NT蛋白表达量: 大脑皮层:TNFα表达量在IH4W组比RA4W、IH2W、IH8W组显著升高(P <0.01).各组4HNE、3NT 表达量无明显差异(P>0.05). 小脑:各组TNFα、4HNE、3NT表达量无明显差异(P>0.05). (2) WB法检测Catalase、SOD2等抗氧化酶: 大脑皮层:Catalase表达量在IH4W组比RA4W、IH2W、IH8W组显著升高(P<0.05),IH8W组比RA8W组下降(P<0.05);SOD2表达量在各组差异无统计学意义(P>0.05). 小脑:Catalase 表达量在 IH3D 组比 RA3D 组下降(P<0.05),IH4W 组比RA4W组升高(P<0.01),IH8W组比RA8W组升高(P<0.05);SOD2表达量在IH8W组比RA8W组下降(P<0.05). (3) WB法检测Nrf2核内转移量、总表达量,下游指标NQO-1、HO-1表达量: 大脑皮层:Nrf2核内转移量在IH4W组比RA4W、IH3D、IH8W组升高(P<0.05), Nrf2总表达量、NQO-1 、HO-1表达量在各组无明显差异(P>0.05). 小脑:Nrf2核内转移量、总表达量在各组间无明显差异(P>0.05),NQO-1表达量在IH8W组比RA8W下降(P<0.05),HO-1表达量在IH4W组比RA4W、IH2W、IH8W显著升高(P<0.01). 结论: 1. 慢性间歇性低氧损害大脑皮层功能相关的小鼠社交新颖性能力,未明显影响紧张情绪,未明显影响小脑平衡功能. 2. 在本实验的慢性间歇性低氧条件下,小鼠大脑皮层炎症因子升高;激活大脑皮层和小脑的抗氧化应激保护机制,早期升高,晚期逐渐衰减趋势,抑制小鼠的氧化应激反应. 3. 大脑皮层和小脑对慢性间歇性低氧的敏感性和反应性不同.