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SCN区NMS+神经元激活DMH参与单色蓝光促七氟烷麻醉觉醒的细胞和神经环路机制

批准号:
82071556
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
梅伟
依托单位:
学科分类:
精神疾病与心理健康研究新技术与新方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
梅伟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
老龄患者术后苏醒延迟常见,目前尚无特效药物或干预措施,可安全高效地用于促进全麻苏醒。单色蓝光通过激活SCN脑区发挥促觉醒效应,显著缩短小鼠七氟烷麻醉苏醒时间,目前尚不清楚其发挥促觉醒效应的具体细胞和神经环路机制。根据前期研究和神经解剖学我们提出假说:单色蓝光促发七氟烷麻醉觉醒的机制,可能是通过兴奋SCN脑区NMS+神经后抑制SPZ脑区GABA能神经元,使DMH谷氨酸能神经元脱抑制激活,经DMH-LH的神经投射实现促觉醒效应。本研究将利用转基因动物模型,采用在体电生理记录、光遗传学和化学遗传学、膜片钳等技术,以SCN脑区NMS+神经元投射为切入点,明确蓝光激活SCN脑区NMS+神经元经SPZ投射,调控DMH脑区谷氨酸能神经元的细胞和神经环路机制,以及DMH谷氨酸能神经脱抑制激活后,促七氟烷麻醉觉醒的效果。通过上述研究为蓝光促觉醒效应提供理论解释,并为临床开发促发全麻苏醒的干预措施提供新思路。
英文摘要
Delayed postoperative recovery is common in elderly surgical patients, currently there is no specific drug or interventions that can be safely and efficiently used routinely to promote the recovery of general anesthesia in geriatric patients. Monochromatic blue light can significantly shorten the recovery time of sevoflurane anesthesia by activating the SCN neurons in mice. According to our previous research and based on knowledge of neuroanatomy, we propose the hypothesis about the cellular and neural circuit mechanism of monochromatic blue light induced awakening in sevoflurane anesthesia: by stimulating NMS+ neurons in SCN area, monochromatic blue light will inhibit GABAergic neurons in SPZ region, thus will disinhibit and activate the glutamatergic neurons in DMH, finally induce awakening through the neural projection from DMH to LH. In this study, using transgenic animal model, with the help of in vivo electrophysiological recording, optogenetics and chemical genetics techniques, whole cell patch clamp and other technologies, we plan to explore the projection of blue light sensitive NMS+ neurons in SCN, to clarify how can NMS+ cells induce the disinhibition of DMH glutamatergic neuron through projection from SPZ, and promote awakening in sevoflurane anesthesia. The above study will provide a theoretical explanation for the effect of blue light induced arousal, and provides a new idea for the development of intervention to promote the recovery of general anesthesia in geriatric surgical patients.
临床上老龄患者术后苏醒延迟常见,不仅降低了手术麻醉的周转效率,由于意识延迟恢复显著增加苏醒期误吸和呼吸抑制等风险,极大影响患者术后安全和快速康复。研究表明全麻诱导过程和苏醒过程机制上有显著差异,全麻诱导的意识消失与全麻药物对皮层的作用有关,而觉醒更多是依靠bottom-up机制,即依赖于皮层下促觉醒核团功能的协同恢复,且全麻意识恢复有神经迟滞现象。全身麻醉与生理性睡眠-觉醒有某些共同的神经环路机制,调控睡眠-觉醒的某些特定核团或者神经递质,可影响全麻的状态,刺激促觉醒核团可以加速全麻苏醒。而启动这种觉醒相关多系统和神经递质协同兴奋的总开关在何处目前尚不清楚。目前还没有临床批准上市的药物或其他干预措施,可以安全高效地常规用于促进全麻苏醒。通过研究触发和维持自然睡眠觉醒的细胞和神经环路机制,或将为临床开发改善全麻苏醒质量和效果的药物或非药物干预措施提供新的思路。单色蓝光通过激活SCN是一种非常有效的促发觉醒的自然环境因素。但目前对于单色蓝光激活SCN脑区发挥促觉醒效应的具体细胞类型和神经环路机制尚不清楚。根据目前的实验结果和神经解剖学我们推测单色蓝光促发全麻觉醒的机制,可能是通过SCN脑区NMS+神经兴奋后抑制SPZ脑区GABA能神经元,使DMH脑区谷氨酸能神经元脱抑制,经DMH-LH的神经投射实现促觉醒效应。本究利用了转基因动物模型,以SCN脑区NMS+神经元投射为切入点,明确蓝光激活SCN脑区NMS+神经元经SPZ投射,调控DMH脑区谷氨酸能神经元的细胞和神经环路机制,以及DMH脑区谷氨酸能神经脱抑制激活后,促发七氟烷麻醉觉醒的效果。通过激活或抑制DMH谷氨酸能神经元,观察不同干预对蓝光促全麻觉醒效应的影响,观察激活DMH谷氨酸能神经元对苏醒后模型鼠行为的影响。通过上述研究为蓝光促觉醒效应提供了理论解释,并为临床开发促发全麻觉醒的干预措施,提高全麻苏醒质量和效果提供了新的思路。
PVT区谷氨酸能神经元至BNST区GABA能神经元投射调控小鼠七氟烷麻醉的细胞和神经环路机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    梅伟
  • 依托单位:
抑制SIK1易化蓝光牵引重置SCN生物钟逆转吸入全麻药致小鼠昼夜节律紊乱研究
  • 批准号:
    81873793
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    梅伟
  • 依托单位:
下丘脑Orexin能和蓝斑NE能神经突触失能与老龄鼠吸入麻醉高敏关系及机制研究
  • 批准号:
    81571357
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    梅伟
  • 依托单位:
条件控制单核巨噬细胞miR-146水平对鼠内毒素休克模型转归的影响及机制研究
  • 批准号:
    31000417
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    梅伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金