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全身麻醉药对大脑髓鞘发育、维持与损伤修复的影响及机制研究

批准号:
82060224
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
周亮
依托单位:
学科分类:
神经系统发育与代谢异常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周亮

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
全球每年有数亿患者的手术在全身麻醉药的使用下完成。已有的全身麻醉药仍有很多不足,如有报道全身麻醉药可导致术后认知功能障碍。而全身麻醉药如何造成这些损伤的机制还知之甚少。少突胶质细胞包裹轴突形成髓鞘对于神经元的功能是至关重要的,大量研究表明髓鞘与大脑认知功能等密切相关,髓鞘异常会造成学习记忆障碍。已有报道全身麻醉药可导致包含少突胶质细胞在内的多种神经细胞凋亡,但是其对髓鞘有何影响尚不清楚。我们对出生后的小鼠使用丙泊酚后检测到髓鞘蛋白的减少,提示全身麻醉药可能对髓鞘结构有影响。本项目在前期研究基础上,结合药物和转基因模型,综合利用分子,生化和细胞生物学等实验技术来研究全身麻醉药对髓鞘发育、维持及损伤修复的作用及分子机制。本项目将能揭示全身麻醉药对中枢神经系统髓鞘发育,维持及髓鞘损伤修复的调控及其分子机制,为预防和处理全身麻醉药引起的大脑功能障碍提供新的思路和靶点。
英文摘要
General anesthetics were used by thousands of million patients during surgery every year. The common general anesthetics had many defects. It was reported that they can cause brain dysfunction such as cognitive disorders. However, the mechanisms underlying the effects of general anesthetics on brain function are not fully understood. In the central nervous system, the oligodendrocytes(OLs)-formed myelin is critical for the neuronal function. Myelin disorder causes brain dysfunction such as Learning and memory Impairment. It was reported that general.anesthetics leaded to neural cells death included OLs. But it is unclear whether they can affect myelin in the brain or not. After propofol injection in the newborn mice, we found myelin related protein downregulation in the brain, indicating that general anesthetics may involve in myelin regulation. In this project, we will continue to utilize molecular biological, biochemical and cellular.biological approaches to study the myelin development, the myelin maintaining and remyelination under general anesthetics treatment and their underlying mechanisms. Our results will reveal the mechanisms of roles of general anesthetics in myelination, myelin maintaining and remyelination in the brain and supply new prevention and therapeutic target for brain dysfunctions related to general anesthetics treatment.
全球每年有数亿患者的手术在全身麻醉药的使用下完成。已有的全身麻醉药仍有很多不足,如有报道全身麻醉药可导致术后认知功能障碍。而全身麻醉药如何造成这些损伤的机制还知之甚少。少突胶质细胞包裹轴突形成髓鞘对于神经元的功能是至关重要的,大量研究表明髓鞘与大脑认知功能等密切相关,髓鞘异常会造成学习记忆障碍。已有报道全身麻醉药可导致包含少突胶质细胞在内的多种神经细胞凋亡,但是其对髓鞘有何影响尚不清楚。在本项目中,我们首次发现:重复异氟烷麻醉可导致小鼠出生后髓鞘发育障碍;七氟烷重复暴露导致了成年小鼠脑内髓鞘维持障碍,表现髓鞘缺陷,同时七氟烷重复暴露还加重了Cuprizone诱导的脱髓鞘程度;重复丙泊酚麻醉可以造成新生小鼠髓鞘发育与成年小鼠髓鞘维持障碍,而单次丙泊酚麻醉也可引起新生小鼠髓鞘发育障碍,但不影响成年小鼠髓鞘维持。进一步的,少突胶质细胞发育各阶段的细胞命运异常是全麻药导致髓鞘化缺陷的细胞机制。接下来我们探索了全麻药导致髓鞘缺陷可能的分子机制。发现由lncRNA-Gm7237/ miR-142a/MRF通路介导的髓鞘基因转录障碍是全麻药致髓鞘缺陷的胞内自身机制。此外,我们还发现重复的全麻药处理抑制少突胶质细胞膜上介导神经元兴奋性与胶质细胞活动交流的关键钾离子通道Kir4.1表达,而少突胶质细胞特异性敲除Kir4.1后,小鼠同样表现出髓鞘发育障碍,证实Kir4.1参与了全麻药介导的髓鞘缺陷。最后,为研究髓鞘在全麻药致意识改变过程中的可能作用,我们运用不同的髓鞘缺陷小鼠模型来探索全身麻醉致意识改变的过程是否被髓鞘影响及其可能机制。发现全脑脱髓鞘可以影响异氟烷麻醉进程。进一步的研究发现在影响意识的重要脑区(如外侧僵核LHb、丘脑室旁核PVT、中缝背核DRN等)中的髓鞘结构破坏对全身麻醉进程有不同的影响,其机制可能是通过影响神经元活性及神经元对麻醉药的响应来实现。本研究为髓鞘化调控的研究提供了新的思路和方向,也为全麻药可能的不良影响的检测与诊疗提供潜在的新靶点和可靠的动物及细胞模型。同时阐明了髓鞘结构的完整性如何参与调控全身麻醉致意识改变的过程,为阐明全身麻醉的神经机制提供了一个新的视角。
梨状皮层调控吸入全麻药致意识消失的神经环路研究
  • 批准号:
    82460242
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    周亮
  • 依托单位:
氨基酸触发馒头面团中甲基营养型芽孢杆菌芽孢萌发机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    35万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    周亮
  • 依托单位:
氨基酸触发馒头面团中甲基营养型芽孢杆菌芽孢萌发机制研究
  • 批准号:
    32060559
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    周亮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金