星形胶质细胞CB1R-TREK1通路在七氟烷麻醉致神经发育毒性中的作用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901079
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0902.意识障碍与认知功能障碍
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

There are many controversies about neurodevelopmental toxicity associated with general anesthesia. TWIK-related potassium channel-1 (TREK-1) is an important target of inhaled anesthetics and can be activated by CB1R to mediate glutamate release. Our previous studies have confirmed that astrocytic TREK1 participate in apoptosis by regulating BDNF and EAAT2 in hippocampal and play an important role in anesthetic-related short-term memory injury in adult mice. Preliminary experiments found that repeated exposure to sevoflurane after birth could cause TREK1 up-regulation in hippocampal astrocytes, which was negatively correlated with cognitive level in adult mice. Meanwhile, sevoflurane exposure could increase the release of glutamate in primary cultured astrocytes, and up-regulate the expression of NR2A but not NR2B in the hippocampus. Accordingly, we speculated that sevoflurane anesthesia enhanced the release of astrocytic glutamate by activating CB1R-TREK1 pathway and further leaded to neurodevelopmental toxicity by regulating the generation of postsynaptic LTD and the balance of NR2A/NR2B. This project intends to use transgenic animals and electrophysiological techniques to clarify the mechanism of the astrocytic CB1R-TREK1 pathway in neurodevelopmental toxicity induced by sevoflurane anesthesia and lay the foundation for finding potential intervention targets.
全麻药物对幼儿神经发育的影响尚存诸多争议。TWIK相关钾离子通道1(TREK1)是吸入麻醉药作用的重要靶点,可被大麻素受体1(CB1R)激活介导星形胶质细胞谷氨酸快速释放。申请者前期证实海马星形胶质细胞TREK1可通过调控BDNF及EAAT2参与细胞凋亡的发生,在成年小鼠麻醉相关短期记忆损伤中发挥重要作用。最新预实验发现发育早期七氟烷暴露可引起海马星形胶质细胞中TREK1表达上调,并与成年后认知水平呈负相关。同时七氟烷暴露可提高星型胶质细胞谷氨酸释放水平,上调突触后NR2A的表达。据此我们推测七氟烷麻醉激活海马星形胶质细胞CB1R-TREK1通路进而介导谷氨酸释放,作用于突触后膜,通过调节突触后兴奋性传递及NR2A/NR2B的平衡最终导致长期认知损伤。本课题拟利用转基因动物和电生理技术,阐明星形胶质细胞CB1R-TREK1通路在麻醉相关神经发育毒性中的作用,为寻找潜在干预靶点奠定基础。

结项摘要

“全麻药物和围手术期应激对发育脑功能的影响及其远期效应”已被列为麻醉学亟待解决的十大科学问题之一。TWIK相关钾离子通道1(TREK1)是吸入麻醉药作用的重要靶点,可被大麻素受体1(CB1R)激活介导星形胶质细胞谷氨酸快速释放。课题组前期研究证实海马星形胶质细胞TREK1可通过调控BDNF及EAAT2参与细胞凋亡的发生,在成年小鼠麻醉相关短期记忆损伤中发挥重要作用,但其在发育脑中的作用尚未可知。进一步研究发现发育早期七氟烷暴露可引起海马星形胶质细胞中TREK1表达上调,并与成年后认知水平呈负相关。此外,发现星形胶质细胞特异性TREK1基因敲除小鼠较同等暴露条件下的Wild-type小鼠成年后认知能力有明显改善,提示星形胶质细胞TREK1参与了麻醉诱导的神经发育毒性损伤。本课题利用在体、离体模型,证实七氟烷麻醉激活海马星形胶质细胞CB1R-TREK1通路,介导谷氨酸释放,作用于突触后膜调节突触后兴奋性传递及NR2A/NR2B平衡,引起长期认知损伤。同时发现七氟烷长时程暴露可上调海马神经干细胞中TREK1表达,抑制PKA、AKT、GSK3β磷酸化,进而抑制cyclinD1、cyclinE/CDK2,导致G1期停滞,同时TREK1通过抑制PKA磷酸化抑制了CREB,引起细胞增殖抑制,两者共同导致海马神经发生异常,造成老鼠成年后认知功能受损。使用TREK1特异性阻断剂Spadin可逆转上述现象,改善七氟烷长时程暴露所致的认知功能损伤。上述结果表明TREK1是麻醉相关神经发育毒性的关键分子,且在不同细胞中介导不同的下游信号通路,为开发靶向性防治策略奠定了坚实的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
机械取栓在急性缺血性脑卒中治疗中的应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    特别健康
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    齐恺;张震;郭海云
  • 通讯作者:
    郭海云
小鼠全脑缺血模型的研究进展
  • DOI:
    10.16557/j.cnki.1000-7547.2021.06.016
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    神经解剖学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张震;王进;王世全;侯武刚;郭海云
  • 通讯作者:
    郭海云
Brain Glycogen: An Angel or a Devil for Ischemic Stroke?
脑糖原:缺血性中风的天使还是魔鬼?
  • DOI:
    10.1007/s12264-022-01006-5
  • 发表时间:
    2022-12-23
  • 期刊:
    NEUROSCIENCE BULLETIN
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Guo, Haiyun;Li, Yumeng;Cai, Yanhui
  • 通讯作者:
    Cai, Yanhui
Astrocytic A1/A2 paradigm participates in glycogen mobilization mediated neuroprotection on reperfusion injury after ischemic stroke.
星形胶质细胞A1/A2范式参与糖原动员介导的缺血性中风后再灌注损伤的神经保护
  • DOI:
    10.1186/s12974-021-02284-y
  • 发表时间:
    2021-10-13
  • 期刊:
    Journal of neuroinflammation
  • 影响因子:
    9.3
  • 作者:
    Guo H;Fan Z;Wang S;Ma L;Wang J;Yu D;Zhang Z;Wu L;Peng Z;Liu W;Hou W;Cai Y
  • 通讯作者:
    Cai Y
以病例为基础的教学法在麻醉与围术期医学科八年制实习带教中的应用效果
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国医药导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭海云;才延辉
  • 通讯作者:
    才延辉

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基于十字感受野网络的场景文本检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    无线电通信技术
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵旭;赵朝阳;杜晓杰;张振清;刘松岩;郭海云;唐明;王金桥
  • 通讯作者:
    王金桥

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
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          K --> L[研究结束]
      
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