α2肾上腺素-钾-钙通路在右美托咪定抑制七氟烷介导Tau蛋白过度磷酸化致发育期神经损伤中的作用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901110
  • 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

Repeated or lengthy use (>3 hours), of general anesthetic and sedation drugs during surgeries or procedures in children younger than 3 years or in pregnant women during their third trimester may affect the development of children’s brains. Animal experiments have proved that repeated sevoflurane anesthesia in the early postnatal period of rats may cause nerve damage and decline in long-term learning and memory, which may be related to abnormal expression of Tau protein. My previous study in Professor Zhongcong Xie’Lab of Harvard University found that: Anesthesia with sevoflurane for three days increased the expression of AT8 (Tau PS-202 and Tau PT-205) and decreased the expression of PSD-95 in the hippocampus and induced cognitive impairment in young mice;but retreatment of dexmedetomidine, a 2-adrenergic receptor agonist, inhibited sevoflurane-induced upregulation of AT8 and down-regulation of PSD-95 in the hippocampus and cognitive impairment in young mice. We hypothesized that dexmedetomidine inhibited sevoflurane-induced Tau phosphorylation in young mice. We aimed to determine the mechanism of dexmedetomidine against sevoflurane-induced Tau phosphorylation:Which activates the α2 adrenergic system, increasing intracellular potassium ion concentration, antagonizing the increase of intracellular calcium induced by sevoflurane, thereby reducing Tau phosphorylation induced by anesthetics.We will validate the hypothesis by Anesthesia model in young mice, Primary hippocampal neuron model, Spectrum analysis, Electronic speculum, whole-cell patch clamp technique and Calcium imaging. The project will reveal new mechanisms of long-term cognitive impairment in infants caused by general anesthesia and provide an innovative approach to prevent the toxicity of inhaled anesthetic with intravenous anesthetics.
研究显示3岁以下小儿反复接受全身麻醉可能会影响神经发育。动物实验证实大鼠出生早期多次七氟烷麻醉会引起远期认知功能减退,这与Tau蛋白异常表达有关。本人在哈佛大学谢仲淙教授实验室研究发现:三次七氟烷麻醉后,幼鼠海马中Tau蛋白磷酸化水平AT8明显增加,PSD-95明显下降,小鼠远期认知功能减退,而预先给予右美托咪定处理可预防小鼠远期认知功能障碍及Tau蛋白磷酸化。我们推测右美托咪定抑制七氟烷介导的发育期大脑Tau蛋白过度磷酸化改善了远期认知功能,其机制可能是α2肾上腺素系统的激活通过提高细胞内钾离子的浓度来拮抗七氟烷引起的钙离子浓度升高,从而减轻麻醉药引起的Tau蛋白过度磷酸化。本研究将通过幼鼠多次麻醉模型及原代海马神经元模型、质谱分析、电镜、全细胞膜片钳技术、钙成像等方法验证这一假说。本项目将揭示全身麻醉所致婴幼儿期远期认知功能障碍的新机制并且提供用静脉麻醉药预防吸入麻醉药毒性的创新方法。

结项摘要

研究显示3岁以下小儿接受多次全身麻醉后处理问题的速度和精细运动的协调性显著下降,并且执行能力和阅读等的相关问题明显增多。动物实验证实小鼠出生早期多次七氟烷麻醉会引起远期认知功能减退,这与Tau蛋白异常表达有关。本项目在此基础上研究了右美托咪定是可以改善新生小鼠多次七氟烷麻醉引起的认知功能减退,其改善认知功能减退是否通过激动α2肾上腺素受体抑制幼鼠多次接受七氟烷麻醉介导的Tau蛋白过度磷酸化,明确α2肾上腺素受体在右美托咪定改善Tau蛋白磷酸化中的作用并探讨其可能的机制。本项目还探讨了这是右美托咪定特有的还是整个α2肾上腺素受体均有的特性。另外,本项目还探讨了七氟烷引起的EEG的改变及GABA受体在其引起毒性中的作用。结果发现右美托咪定改善了幼鼠多次七氟烷麻醉引起的远期认知功能障碍,其作用和右美托咪定减轻七氟烷引起的幼鼠海马区 Tau 蛋白磷酸化及远期突触丢失有关,α2肾上腺素受体拮抗剂抑制了右美托咪定减轻的七氟烷引起的Tau蛋白磷酸化,并且抑制了认知功能的改善。而其他的α2肾上腺素受体激动剂如可乐定也可以减轻七氟烷引起的幼鼠海马区 Tau 蛋白磷酸化并改善远期认知功能,这种保护作用同样可以被α2肾上腺素受体拮抗剂所抑制。这提示激动α2肾上腺素受体系统可能能够抑制发育期神经毒性,为预防发育期神经毒性奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
右美托咪定预防七氟烷对新生小鼠脑神经毒性的机制:与Tau蛋白磷酸化的关系
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn131073.20211120.00306
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中华麻醉学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙铭阳;张加强;朱瑞楼;苗梦荣;曾爽;冷玉芳
  • 通讯作者:
    冷玉芳
Mechanistic insight into sevoflurane-associated developmental neurotoxicity.
七氟醚相关发育神经毒性的机制见解
  • DOI:
    10.1007/s10565-021-09677-y
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Cell biology and toxicology
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
  • 通讯作者:
Role of GABA(A) receptor depolarization-mediated VGCC activation in sevoflurane-induced cognitive impairment in neonatal mice.
GABAA 受体去极化介导的 VGCC 激活在七氟烷诱导的新生小鼠认知障碍中的作用
  • DOI:
    10.3389/fncel.2022.964227
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in cellular neuroscience
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
  • 通讯作者:
EEG-Parameter-Guided Anesthesia for Prevention of Emergence Delirium in Children.
脑电图参数引导麻醉预防儿童苏醒性谵妄
  • DOI:
    10.3390/brainsci12091195
  • 发表时间:
    2022-09-05
  • 期刊:
    BRAIN SCIENCES
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Han, Yaqian;Miao, Mengrong;Li, Pule;Yang, Yitian;Zhang, Hui;Zhang, Beibei;Sun, Mingyang;Zhang, Jiaqiang
  • 通讯作者:
    Zhang, Jiaqiang
Evidence of mother-to-newborn infection with COVID-19
母婴感染 COVID-19 的证据
  • DOI:
    10.1016/j.bja.2020.04.066
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    British Journal of Anaesthesia
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Mingyang Sun;Guoting Xu;Yong Yang;Yuan Tao;May Pian-Smith;V;ana Madhavan;Zhongcong Xie;Jiaqiang Zhang
  • 通讯作者:
    Jiaqiang Zhang

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其他文献

基于准流体法的颗粒干扰沉降末速模型
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙铭阳;韦鲁滨
  • 通讯作者:
    韦鲁滨
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  • DOI:
    10.13225/j.cnki.jccs.2016.1538
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韦鲁滨;李大虎;苗畅;孙铭阳;朱学帅;曾鸣;王茂源
  • 通讯作者:
    王茂源
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭学报
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    --
  • 作者:
    孙铭阳;韦鲁滨;于传兵;朱学帅;孙宁磊;马立成
  • 通讯作者:
    马立成
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  • DOI:
    10.11817/j.issn.1672-7207.2019.01.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙铭阳;于传兵;吕东;韦鲁滨
  • 通讯作者:
    韦鲁滨
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
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    矿业科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙铭阳;韦鲁滨;李阳;薛宏超;于传兵
  • 通讯作者:
    于传兵

其他文献

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PV神经元介导的γ振荡在非侵入性40Hz声光刺激抑制七氟烷发育期神经毒性中的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
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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]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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