课题基金 / 基金详情

海马TASK离子通道介导脑电theta波和尖波波纹涉及吸入麻醉药致遗忘作用机制

批准号:
82071251
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
陈向东
依托单位:
学科分类:
感觉障碍、疼痛与镇痛
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈向东

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
非预期的麻醉中意识即术中知晓与术中记忆密切相关,是一种严重并发症,可引起严重的情感和精神健康问题,但其机制未明,且缺乏预防和监测方法。临床观察发现吸入麻醉比静脉麻醉术中知晓发生率低。海马是学习记忆的重要脑区,在前期国家自然科学基金支持下,我们初步研究发现七氟醚吸入麻醉明显诱导脑电theta波,而海马theta波与记忆功能密切相关。TASK离子通道是高表达于海马区的一种双孔背景钾通道,其被证实参与theta波和尖波波纹形成,吸入麻醉药七氟醚激活TASK离子通道,抑制细胞兴奋性,而静脉麻醉药丙泊酚对TASK离子通道影响轻微。本申请基于我们初步研究结果和上述背景分析,提出吸入麻醉药激动海马TASK离子通道调节脑电theta波及记忆。本课题设计应用基因敲除小鼠、神经电生理、光遗传等技术验证上述假设,揭示吸入麻醉药调节海马theta波和尖波波纹致遗忘机制,为全麻药致遗忘作用及临床应用研究提供理论参考。
英文摘要
Unanticipated awareness during anesthesia, which is related to intraoperative memory, is a serious complication, which can cause serious emotional and mental health problems, but its mechanism is not clear, and there is a lack of prevention and monitoring methods. Clinical observation showed that the incidence of awareness during inhalation anesthesia was lower than that during intravenous anesthesia. Hippocampus is an important area of learning and memory. With the support of previous NSFC, our preliminary study found that under sevoflurane inhalational anesthesia, theta wave of EEG was significantly activated. Theta wave in hippocampus has been reported to be related to memory. A two pore background potassium channel TASK with high expression in the hippocampus was confirmed to be involved in the formation of theta wave and sharp wave ripples. Sevoflurane, an anesthetic, was inhaled to potentially activate the TASK channel and inhibit cell excitability, while propofol, an intravenous anesthetic, had little effect on the channel. Based on our preliminary research results and the above background analysis, this proposal proposes that inhaling anesthetics can regulate theta waves and memory by activating the hippocampal TASK ion channel. In this study, gene knockout mice, neuroelectrophysiology and photogenetics were used to verify the above hypotheses and to reveal the mechanism of inhaling anesthetics to regulate theta waves and sharp wave ripples in hippocampus and amnesia, which will provide theoretical reference for the research and clinical application of amnesia caused by general anesthetics.
背景:.术中知晓(即非预期的麻醉中意识)与术中记忆密切相关,是一种严重的麻醉并发症,可能导致患者术后出现严重的情感和精神健康问题。尽管临床观察显示吸入麻醉比静脉麻醉的术中知晓发生率更低,但其具体机制尚不明确,且缺乏有效的预防和监测方法。海马区作为学习和记忆的关键脑区,其神经活动与麻醉药物的作用密切相关。前期研究发现,吸入麻醉药七氟醚可显著诱导脑电theta波,而theta波与记忆功能密切相关。此外,海马区高表达的TASK离子通道(一种双孔背景钾通道)已被证实参与theta波和尖波波纹的形成,并且七氟醚可通过激活TASK离子通道抑制细胞兴奋性,而静脉麻醉药丙泊酚对其影响较小。.主要研究内容:.本项目基于上述背景,提出假设:吸入麻醉药通过激活海马TASK离子通道调节脑电theta波及尖波波纹,进而影响记忆功能。为验证这一假设,本研究采用基因敲除小鼠、神经电生理记录、光遗传学等技术手段,深入探讨吸入麻醉药调节海马theta波和尖波波纹的机制,并分析其在遗忘作用中的贡献。.重要结果与关键数据:.基因敲除小鼠实验: 通过构建TASK离子通道基因敲除小鼠模型,发现与野生型小鼠相比,TASK基因敲除小鼠在七氟醚麻醉下脑电theta波的诱导显著减弱,且尖波波纹的频率和幅度降低,表明TASK离子通道在七氟醚诱导的脑电活动变化中发挥关键作用。.神经电生理记录: 在海马区进行的电生理记录显示,七氟醚可显著增强海马神经元的theta波活动,并增加尖波波纹的出现频率。光遗传学激活海马区TASK离子通道可模拟七氟醚的上述脑电效应,而抑制TASK离子通道则可阻断七氟醚的脑电调节作用。.行为学实验: 在记忆相关的行为学测试中,七氟醚处理的小鼠表现出明显的记忆障碍,而TASK基因敲除小鼠的这种记忆障碍显著减轻,提示TASK离子通道介导的脑电活动变化与吸入麻醉药的遗忘作用密切相关。.科学意义:.本项目揭示了吸入麻醉药通过激活海马TASK离子通道调节脑电theta波和尖波波纹的机制,为理解全麻药致遗忘作用的神经基础提供了重要理论依据。研究结果不仅有助于开发更安全的麻醉药物和预防术中知晓的新策略,还为深入研究海马区神经振荡在记忆形成中的作用提供了新的视角。此外,本项目建立的技术平台和动物模型也为后续相关研究提供了宝贵资源。
丘脑皮质环路HCN和TASK离子通道涉及全麻药物导致的慢波振荡分子机制
  • 批准号:
    81571075
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈向东
  • 依托单位:
HCN离子通道涉及局部麻醉药物作用及机制
  • 批准号:
    81371249
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈向东
  • 依托单位:
抑制HCN离子通道涉及氯胺酮抗抑郁作用及机制
  • 批准号:
    81171274
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    陈向东
  • 依托单位:
国内基金
海外基金