近日，復旦大學黃志力教授、王露副教授團隊與北京協和醫院黃宇光教授合作，在《British Journal of Anaesthesia》雜志上發表了題為“Striatal neurones expressing D1 dopamine receptors modulate consciousness in sevoflurane but not propofol anaesthesia in mice”的研究成果，揭示了背側紋狀體中D1型多巴胺受體神經元在七氟烷和丙泊酚麻醉中的差異性調節作用。

黃志力教授課題組長期聚焦基底神經節系統在睡眠覺醒和麻醉調控中的作用及機制研究，前期發現伏隔核（Nucleus accumbens, NAc）中表達D1型多巴胺受體（D1 dopamine receptor, D1R）陽性神經元在調控生理性覺醒和七氟烷麻醉誘導和蘇醒中的作用及其神經環路機制，并在《Pharmacological Reviews》上發表長篇綜述闡述睡眠-覺醒神經環路如何相互作用調控全身麻醉的誘導和蘇醒。作為基底神經節的另一重要組成部分，課題組前期發現了背側紋狀體（Dorsal striatum, DS）D1R神經元在調控生理性覺醒及神經環路機制中的重要作用。然而，DS中D1R神經元在七氟烷和丙泊酚麻醉中的具體作用和機制仍不明確。本研究運用光纖鈣信號記錄、光遺傳學和化學遺傳學等先進技術，闡明了七氟烷和丙泊酚麻醉過程中DSD1R神經元的差異性調節作用。

研究人員首先通過光纖鈣信號記錄，發現七氟烷和丙泊酚麻醉均可抑制DSD1R神經元的活性（圖1，圖2），并且麻醉作用消退后，神經元活性逐漸恢復。

圖1 七氟烷麻醉下DSD1R神經元的群體活動 

圖2 丙泊酚麻醉下DSD1R神經元的群體活動

接著，利用光遺傳學和化學遺傳學的雙向調控方法，結果如圖3所示：使用470 nm藍光激活DSD1R神經元可以使小鼠從七氟烷誘導的穩定麻醉狀態和深度麻醉狀態中覺醒，但對丙泊酚穩定麻醉和深麻醉下的小鼠意識狀態并未產生改變（圖4）。
 

圖3 光遺傳激活DSD1R神經元誘導小鼠從七氟烷穩定麻醉狀態中蘇醒 

圖4 光遺傳激活DSD1R神經元不影響小鼠丙泊酚深麻醉和穩定麻醉下的意識狀態

此外，化學遺傳學調控進一步表明，DSD1R神經元活性的改變能夠影響七氟烷麻醉的誘導和蘇醒速度（圖5），但對丙泊酚麻醉的誘導和蘇醒速度沒有顯著影響（圖6）。
 

圖5 化學遺傳抑制DSD1R神經元增加小鼠七氟烷麻醉的敏感性

圖6 化學遺傳調控DSD1R神經元不影響小鼠丙泊酚麻醉的敏感性

圖7主要研究結果示意圖：化學遺傳抑制DSD1R神經元可以加快小鼠七氟烷麻醉的誘導并延長麻醉蘇醒時間，化學遺傳激活則會加快七氟烷麻醉的蘇醒時間，化學遺傳調控對丙泊酚麻醉的誘導和蘇醒時間均無顯著影響。光遺傳激活DSD1R神經元可以誘導小鼠從七氟烷穩定麻醉狀態中蘇醒，對處于丙泊酚穩定麻醉狀態的小鼠則無效應。

該研究揭示了七氟烷和丙泊酚麻醉中背側紋狀體D1型多巴胺受體神經元的差異性調節作用，為理解全身麻醉藥物在神經環路層面的作用機制差異提供了新的理論依據。這項研究為進一步探索靜脈麻醉藥物與吸入麻醉藥物之間的機制差異提供了重要線索。

原文鏈接：doi: 10.1016/j.bja.2024.10.049.

想了解更多內容，獲取相關咨詢請聯系
電   話：+86-0731-84428665
伍經理：+86-180 7516 6076
徐經理：+86-138 1744 2250
郵   箱：consentcs@163.com