生体イメージング法による全身麻酔薬の作用メカニズム解明

利用生物成像方法阐明全身麻醉药的作用机制

基本信息

批准号：
22K09022
负责人：
岡田卓也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

各全身麻酔薬が大脳皮質神経細胞に与える影響を確認する上で、まず各全身麻酔薬の投与量の検討を行った。具体的には、立ち直り反射、後肢引き込み反射の消失を意識消失の指標として、その際の呼吸数や心拍数もモニタリングしながら検討した。マウス間での個体差が大きかったが、イソフルラン2%、プロポフォール150mg/kg（腹腔内）、ケタミン50mg/kg（腹腔内）を本研究での至適量とした。次に、上記の全身麻酔薬投与下に２光子顕微鏡で神経細胞の活動を観察し、その画像を解析した。当初の計画では、PV-CreマウスにAAV-Syn-GCaMP6fとAAV-CAG-FLEX-TdTomatoを投与することで興奮性ニューロンと抑制性（PV）ニューロンを同時に解析する予定であったが、興奮性ニューロンに比べPVニューロンの蛍光輝度が弱い影響で、解析の際に抑制性ニューロンの抽出が難しく、それぞれのニューロンを別々のマウスで可視化する方針に変更した。具体的には、①C57BL/6JマウスにAAV-Syn-GCaMP6fを投与し全ニューロンを観察する、②C57BL/6JマウスにAAV-mDlx-GCaMP6fを投与し抑制性ニューロンを観察する、③PV-CreマウスにAAV-CAG-FLEX-GCaMP6fを投与しPVニューロンを観察する、という方針にした。そして、現在の解析の結果、いずれの麻酔薬も、全ニューロン（n=6頭）の神経活動度（ΔF/F0）、発火頻度、各細胞間の活動相関性（Cosine Correlation）を抑制させる結果となった。抑制性ニューロン（n=2頭）やPVニューロン（n=3頭）に関しては、イソフルラン、プロポフォールは各項目を抑制させるが、ケタミンは有意差を認めなかった。n数を増やすこと、麻酔深度を揃えることが今後の課題である。

为了确认每种全身麻醉对皮质神经元的影响，首先检查了每种全身麻醉的剂量。具体而言，回弹反射和后肢缩回反射的消失被用作意识丧失的指标，还监测了呼吸率和心率。尽管小鼠之间存在很大的个体差异，但这项研究的最佳剂量为2％异氟烷，150 mg/kg丙泊酚（腹膜内）和50 mg/kg氯胺酮（腹膜内）。接下来，在上面描述的一般麻醉药的给药下，在两光子显微镜下观察到神经细胞的活性，并分析了图像。最初的计划是通过管理AAV-Syn-GCAMP6F和AAV-CAG-FLEX-TDTOMATO对PV-CRE小鼠的兴奋性和抑制性（PV）神经元分析，但由于PV神经元的荧光荧光亮度弱，而不是兴奋性神经元的抑制神经元的抑制神经元，因此在分析过程中很难进行抑制神经元，并且在分析过程中，并且对每个神经元进行了分析，并且对每个神经元进行了分析。具体而言，该政策是1）对C57BL/6J小鼠的AAV-SYN-GCAMP6F进行管理，以观察所有神经元； 2）对C57BL/6J小鼠施用AAV-MDLX-GCAMP6F，以观察抑制性神经元； 3）将AAV-CAG-FLEX-GCAMP6F施用到PV-CRE小鼠，以观察PV神经元。当前的分析表明，所有麻醉剂都抑制了所有神经元（n = 6只动物）的细胞之间的神经活性（ΔF/F0），发射频率和余弦相关性。关于抑制性神经元（n = 2）和PV神经元（n = 3），异氟烷和丙泊酚抑制了每个项目，但氯胺酮并未显示出显着差异。未来的挑战正在增加N的数量并调整麻醉深度。