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
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:81571075
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:67.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:H0903.感觉障碍、疼痛与镇痛
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:王婷婷; 舒少芳; 钟琦; 陈春秀; 胡志强; 罗佳佳; 史丽委;
- 关键词:
项目摘要
The cellular and molecular mechanisms of general anesthetics have not been elucidated. The research has experienced more than one century, put forward various theories and views, but are not completely accepted. In micro-level anesthetics can affect many ion channels, molecular targets; but the macro-studies indicate that eliminating of these proteins, ion channels only slightly change anesthesia actions. Recent studies have paid attention to the influence of anesthetics on the neural network, especially the views of increasing of EEG low frequency slow wave oscillation and inducing electrical signal interference across the brain by anesthetics attracted great attention, but we know little of how these changes caused by anesthetics. Based on the facts of important roles of thalamocortical loop on generating low frequency slow wave effect and some molecular candidate of anesthetics actions such as TASK, HCN and GABAA receptors are involved in the signal transferring in thalamocortical loop, we, therefore, propose that synergistic effect of anesthetics on TASK, HCN channels and GABAA receptors in the thalamocortical loop achieve the effect of general anesthesia, by increasing brain low-frequency slow wave generation, and interfering electrical signal connection between different areas of the brain. This proposal design and employ technologies of multi-electrode stimulation and recording, electroencephalogram in brain slices, dynamic patch clamp and computational neuroscience and method of double gene knockout mice to verify the above hypothesis, to explore the cellular and molecular mechanism of general anesthesia.
全麻药作用的分子机制一直没有被阐明。其研究经历了一个多世纪,提出了各种学说和观点,但都没有被完全接受。微观上观察到全麻药对很多离子通道、分子靶点都有作用;但宏观上剔除这些蛋白质、离子通道只是轻微改变全麻药的作用。最近的研究关注到全麻药对神经网络的影响,特别是全麻药通过增加脑电低频慢波振荡、干扰脑区的电信号联系的观点引起了极大关注,但全麻药怎样引起这些改变不得而知。本申请基于丘脑皮质环路在低频慢波振荡的重要作用以及一些被认为是全麻作用的候选靶蛋白比如TASK、HCN通道和GABAA受体均参与丘脑皮质环路的电信号传导的分析,提出全麻药通过影响TASK、HCN通道和GABAA受体在丘脑皮质环路协同作用增加低频慢波振荡的产生,干扰脑区之间的电信号联系从而达到全麻作用。本课题设计应用多电极刺激和记录、脑片脑电图、动态膜片钳和计算机神经科学技术和双基因剔除小鼠方法验证上述假设,探讨全麻作用的分子机制。
结项摘要
全麻药作用的分子机制一直未被阐明。其研究经历了一个多世纪,提出了各种学说和观点,但都没有被完全接受。微观上观察到全麻药对很多离子通道、分子靶点都有作用。但宏观上剔除这些蛋白质、离子通道只是轻微改变全麻药的作用。最近的研究关注到全麻药对神经网络的影响,特别是全麻药通过增加脑电低频慢波振荡、干扰脑区的电信号联系的观点引起了极大关注,但全麻药怎样引起这些改变不得而知。本课题根据前期研究结果,提出超极化激活的阳离子通道(HCN)和双孔背景钾通道(TASK)参与全麻药抑制丘脑皮质环路慢波震荡机制的假设。我们设计的课题得到了国家自然科学基金委的资助,在此基金资助下,我们简化了原来的科研设计,得到了非常有意义的研究结果。我们设计应用HCN、TASK基因剔除小鼠,和腺相关病毒(AVV)选择性HCN、TASK基因敲低小鼠,采用分子生物学技术、电生理膜片钳技术和在体脑电监测技术来验证我们的假设。首先应用western blotting检测了TASK和HCN在不同脑区的表达情况,发现TASK在海马区(CA1、CA3、DG)高度表达,并验证TASK-KO小鼠的TASK基因明显敲除。通过条件恐惧行为学检测,我们发现相较于WT小鼠,TASK-KO小鼠表现出对麻醉药致遗忘作用的抵抗,同时脑电信号中theta波、low-gamma波和慢波有着明显差异。随后,我们通过AVV技术敲低海马区CA1、CA3的TASK基因,在相同设置下的条件恐惧行为学检测中得到了与先前相同的结果。.在这个结果的基础上,我们设计使用电生理膜片钳技术检测全麻药对海马CA1、CA3和DG区神经元的HCN和TASK通道电流的影响。我们发现海马CA3神经元TASK电流符合TASK电流,剔除TASK基因的海马CA3神经元的TASK电流几乎完全消失。全麻药七氟烷可明显激活野生型小鼠海马CA3的TASK电流,而对剔除TASK基因的海马CA3神经元,七氟烷激活的TASK电流几乎很小。.这些研究结果明显证实了我们的假设,即海马TASK通道参与了全麻药调控脑电信号介导麻醉的作用(包括致遗忘)。我们的研究结果为进一步探索全麻机制提供了理论依据。
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(6)
专利数量(1)
Anesthetic Management of Patients with COVID 19 Infections during Emergency Procedures
疑似或确诊2019新型冠状病毒感染患者急诊手术期间的麻醉管理
- DOI:10.1053/j.jvca.2020.02.039
- 发表时间:2020-05-01
- 期刊:JOURNAL OF CARDIOTHORACIC AND VASCULAR ANESTHESIA
- 影响因子:2.8
- 作者:Zhao, Shuai;Ling, Ken;Chen, Xiangdong
- 通讯作者:Chen, Xiangdong
Emergency Caesarean delivery in a patient with confirmed COVID-19 under spinal anaesthesia
一名确诊为 2019 年冠状病毒病的患者在脊髓麻醉下紧急剖腹产。
- DOI:10.1016/j.bja.2020.02.016
- 发表时间:2020-05-01
- 期刊:BRITISH JOURNAL OF ANAESTHESIA
- 影响因子:9.8
- 作者:Xia, Haifa;Zhao, Shuai;Chen, Xiangdong
- 通讯作者:Chen, Xiangdong
Anesthetic Management for Emergent Cesarean Delivery in a Parturient with Recent Diagnosis of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): A Case Report.
最近诊断出 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 的产妇紧急剖腹产的麻醉管理:病例报告。
- DOI:10.31480/2330-4871/118
- 发表时间:2020
- 期刊:Translational Perioperative and Pain Medicine
- 影响因子:--
- 作者:Song L;Xiao W;Ling K;Yao S;Chen X
- 通讯作者:Chen X
双孔背景钾通道TREK‐1参与麻醉相关作用研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:国际麻醉学与复苏杂志
- 影响因子:--
- 作者:赵帅;欧阳晔凌;胡志强;陈向东;姚尚龙
- 通讯作者:姚尚龙
Anesthetic Management of Patients Undergoing Aortic Dissection Repair With Suspected Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 Infection
疑似严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 感染而接受主动脉夹层修复术的患者的麻醉管理
- DOI:10.1053/j.jvca.2020.03.021
- 发表时间:2020-06-01
- 期刊:JOURNAL OF CARDIOTHORACIC AND VASCULAR ANESTHESIA
- 影响因子:2.8
- 作者:He, Hao;Zhao, Shuai;Chen, Xiangdong
- 通讯作者:Chen, Xiangdong
共 9 条
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其他文献
The value of invention patents in China: Country origin and technology field differences
中国发明专利价值:国别来源与技术领域差异
- DOI:10.1016/j.chieco.2012.02.002
- 发表时间:2012-06
- 期刊:China Economic Review
- 影响因子:6.8
- 作者:陈向东
- 通讯作者:陈向东
生态水文双向耦合模型的研发与应用:Ⅰ模型原理与方法
- DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20190517
- 发表时间:2020
- 期刊:水利学报
- 影响因子:--
- 作者:曾思栋;夏军;杜鸿;陈向东
- 通讯作者:陈向东
共享式社区服务甲醛检测系统设计
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:电子设计工程
- 影响因子:--
- 作者:卢春池;陈向东
- 通讯作者:陈向东
不同小麦品种营养组分含量的近红外光谱分析
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:食品研究与开发
- 影响因子:--
- 作者:陈向东;吴晓军;姜小苓;李淦;李笑慧;茹振钢
- 通讯作者:茹振钢
灵芝子实体多糖积累和糖代谢相关酶的关系研究
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:中国农学通报
- 影响因子:--
- 作者:陈向东;王立华;王秋颖;兰进
- 通讯作者:兰进
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陈向东的其他基金
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
- 批准年份:2020
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
HCN离子通道涉及局部麻醉药物作用及机制
- 批准号:81371249
- 批准年份:2013
- 资助金额:16.0 万元
- 项目类别:面上项目
抑制HCN离子通道涉及氯胺酮抗抑郁作用及机制
- 批准号:81171274
- 批准年份:2011
- 资助金额:56.0 万元
- 项目类别:面上项目