我曾经说,医学是讲究实效,不讲理的学科。关于麻醉技术,就是一个非常典型的案例。我们很早就使用了麻醉技术,今天已经建立了各种麻醉技术方法,为临床手术提供了关键的技术保障。但是到今天我们仍然说不清楚麻醉产生的分子甚至细胞学基础。最近浙江大学学者提出小胶质细胞麻醉新假说,这一研究还获得了《科学》杂志的关注。
Knocked Out With Microglia | Science | AAAS
对于一个已经持续使用了一个多世纪的医疗过程,全身麻醉肯定有很多神秘的方面。公平地说,我们仍然不太清楚它是如何工作的,或者它是否总是良性的,而且由于我们并不真正知道意识是如何工作的,甚至我们现在还不知道意识到底是什么,也许我们仍然在试图弄清楚意识是如何暂时关闭的并不奇怪。更令人困惑的是,麻醉剂似乎对生物体(如植物)也有影响,我们非常确定不符合大多数意识定义。麻醉能同时有几个效果:镇痛,无意识,不动,缺乏梦想或记忆形成,所以关于麻醉的答案不会是一个简单的解释。有强有力的证据表明细胞膜功能,对几类离子通道的影响等等,但肯定还没有统一的理论来解释全麻或全麻与睡眠有何不同的细节,例如,许多人在全麻过程中经历的“时间损失”效应(断片吗?),同时可能仍在使用睡眠状态下发现的一些神经元通路。
这是另一个故事:中国的一个多中心团队报告说,小胶质细胞也参与其中。这些细胞并不总是得到应有的尊重,被更多样化和迷人的神经元所掩盖,但多年来,很明显小胶质细胞在大脑中做了很多重要的工作。小胶质细胞是脑组织的先天免疫细胞,小胶质细胞似乎一直在监测周围神经元的活动和健康状况。人们已经非常关注它们如何应对神经退行性疾病的早期阶段(以及它们最终无法处理的是什么)。但也发现小胶质细胞在麻醉下变得更加活跃,这一定是对小胶质细胞所感知的异常低神经元活动的反应。如果细胞可以感到惊吓和困惑,它们可能是。
从论文来看,这个研究小组正在做实验,使用CSF-1受体的拮抗剂来减少啮齿动物模型中小胶质细胞的数量和功能。然后他们观察到这些动物在苯巴比妥麻醉后恢复得更快。更仔细的研究表明,其他几种麻醉效果也被抑制,例如体温过低和镇痛本身。耗竭小胶质细胞的小鼠需要比对照组更高水平的麻醉剂才能达到所有这些的相似效果。同样,小胶质细胞活动的功能获得延迟了麻醉的恢复并减少了所需的量。因此,这些小胶质细胞不仅感知麻醉状态并对其做出反应,而且还以尚不清楚的方式促成麻醉状态。如果你想知道,小胶质细胞消融的小鼠总体上表现出清醒减少,这突出了麻醉和正常睡眠之间的差异。
来自正常清醒小鼠的小胶质细胞与来自彻底敲除小鼠的小胶质细胞(苯巴比妥下12小时)的RNA测序显示,参与趋化因子传感,细胞运动和趋化性的基因以及对外部刺激的反应一般上调。这与先前在细胞生物学实验中注意到的更大活性有关,但令人惊讶的是,用苯巴比妥处理小胶质细胞本身并没有诱导趋化因子表达的任何特定变化。这表明它们对这些信号越来越敏感,但趋化因子本身来自其他地方。进一步的研究涉及PY12受体(PY12R),它已经作为小胶质细胞的重要信号通路得到了很好的研究。它似乎参与了它们对神经元损伤或异常的反应,所以它出现在这里并不奇怪。降低这种受体的丰度概括了降低小胶质细胞本身的一些(尽管不是全部)影响,所以这是故事的一部分,但不是全部。
所以现在我们有了另一种来解释麻醉现象的假说,小胶质细胞假说。在看到这一点之后,你会期望它们在维持和塑造意识方面也很重要。不管那是什么!
中国学者关于全身麻醉的研究论文摘要
Microglia modulate general anesthesia through P2Y12 receptor: Current Biology (cell.com)
全身麻醉(全麻)是由麻醉药物产生的无意识状态,其作用于神经元以引起大脑中神经元活动的整体抑制。最近研究表明,全身麻醉还显着增强了小胶质细胞的动力学, 原代脑免疫细胞,具有增强的过程运动性和区域监视。 然而,小胶质细胞是否积极参与全身麻醉调节仍然未知。 在这里,我们报告了以前未被认识到的小胶质细胞参与多种全身麻醉 流程。我们发现小胶质细胞消融降低了小鼠对 麻醉剂和显著缩短右转反射丧失(LORR)的持续时间 或多次麻醉诱导的意识不清,从而促进早期出现 小胶质细胞再种群恢复了正常的麻醉恢复和化学遗传 小胶质细胞的激活延长了LORR的持续时间。此外,麻醉伴随 小胶质细胞耗竭后镇痛和低体温也减弱。单细胞 RNA测序分析显示,麻醉显著影响转录 小胶质细胞中趋化性和迁移相关基因的水平。针对不同的小胶质细胞运动途径,我们发现阻断P2Y12受体(P2Y12R)减少小鼠LORR的持续时间。此外,P2Y12R的遗传敲除小胶质细胞中也促进了小鼠从麻醉中更快地恢复,验证了小胶质细胞P2Y12R在麻醉调节中的重要性。我们的工作提供了第一个证据,说明小胶质细胞通过 P2Y12R 参与全身麻醉的多个流程介导的信号传导,这一研究扩展了小胶质细胞在大脑中的非免疫作用。
浙大医学院高志华课题组揭示小胶质细胞在调控全身麻醉中的作用及其相关分子机制-健康界 (cn-healthcare.com)
2023年5月10日,浙江大学医学院脑科学与脑医学学院、双脑中心高志华教授团队在Current Biology在线发表题为“Microglia modulate general anesthesia through P2Y12 receptor”的研究论文。该研究首次揭示了小胶质细胞通过P2Y12R介导的信号通路在调控全身麻醉中的作用,进一步拓展了小胶质细胞的新功能。
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