2024年1月1日，MK体育平台附屬眼耳鼻喉科醫院麻醉科李文獻/韓園課題組在麻醉領域期刊Anesthesiology上發表了題為“Medial Septal Glutamatergic Neurons Modulate States of Consciousness during Sevoflurane Anesthesia in Mice”的最新研究成果。課題組發現，位於基底前腦隔區的內側隔核（Medial Septum，MS）中一類興奮型神經元——谷氨酸能神經元調控七氟烷全身麻醉。該研究受到編輯和審稿專家的好評，入選為當月推薦文章“This Month in Anesthesiology”。
全身麻醉已問世近兩百年，每年全球有數億患者接受全身麻醉，麻醉對全球健康與疾病負擔具有重大的影響。雖然近年來麻醉安全得到了顯著改善，但仍面臨不少問題與挑戰，究其根本在於全麻機製尚未闡明。正是因為如此，Science雜誌在其創刊125周年之際繼續將全麻藥物的作用機製列為未來亟待解決的125個前沿科學問題之一。
期刊編輯撰稿配圖，在“This Month in Anesthesiology”板塊介紹本研究
研究人員利用Vglut2-Cre小鼠，通過在體光纖鈣信號和腦電肌電記錄，發現內側隔核谷氨酸能神經元群體的鈣信號水平在暴露於七氟烷之後呈濃度依賴性下降，而關閉七氟烷之後，鈣信號水平逐漸恢復。有意思的是，結合腦電肌電分析發現，在關閉七氟烷之後，該神經元群體的鈣信號水平在蘇醒早期、小鼠翻正反射恢復之前就已經顯著上升，且在翻正反射恢復之後進一步增加。這提示MS谷氨酸能神經元可能促進了從麻醉到覺醒的意識狀態轉換，並且對麻醉蘇醒後維持覺醒狀態起到重要作用。
在此基礎上，研究人員利用化學遺傳學方法特異性操控小鼠MS谷氨酸能神經元活性。研究發現，抑製該神經元群體，小鼠對七氟烷麻醉的敏感性增高，麻醉誘導加快而蘇醒延遲；而激活該神經元群體則得到相反的結果，小鼠對七氟烷麻醉的敏感性降低，麻醉誘導所需的時間更長，而蘇醒增快。
光遺傳學方法可以對神經元活性進行精度更強且可逆的毫秒級操控。課題組進一步使用光遺傳學方法研究了激活該神經元群體在麻醉穩定維持階段對小鼠意識狀態的影響。結合腦電肌電記錄和行為學分析顯示，使用473納米藍光特異性激活處於麻醉穩定維持狀態中的小鼠MS谷氨酸能神經元，能迅速誘導大腦皮層活化和行為覺醒，腦電從低頻高幅的慢波活動轉換為高頻低幅的腦電波形，δ波比例顯著下降而β波、γ波比例顯著增高，實驗組小鼠普遍出現了翻正反射恢復甚至可以行走。
研究人員進一步通過提高七氟烷濃度誘導小鼠出現穩定至少5分鐘的腦電爆發抑製波，此時再給予藍光刺激，結果發現，小鼠依舊出現了明顯的覺醒行為，並且腦電爆發抑製率顯著下降。
MK体育平台附屬眼耳鼻喉科醫院麻醉科李文獻教授為文章的通訊作者，夏俊明博士（2021級博士研究生）為第一作者，樊炳乾博士（2020級博士研究生）為共同第一作者，韓園副教授對課題給予了關鍵指導。研究過程中還得到MK体育平台基礎醫學院黃誌力教授、曲衛敏教授的悉心指導和幫助。
近年來圍繞伏隔核調控七氟烷全身麻醉中的意識狀態轉換的細胞及環路投射機製，課題組在Current Biology（2021）和Anesthesia and Analgesia（2023）雜誌相繼發表相應重要發現。本研究是在基底前腦參與全麻意識改變機製研究上取得的又一項成果，期望該系列的研究為更好地掌控臨床麻醉安全、加快術後康復，以及未來研發更理想的麻醉藥物提供理論依據。
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37812765
DOI:10.1097/ALN.0000000000004798
