丘脑室旁核谷氨酸能神经元参与艾司氯胺酮麻醉觉醒作用机制研究

(整期优先)网络出版时间:2021-11-28
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摘要目的探讨丘脑室旁核(paraventricular nucleus of thalamus, PVT)谷氨酸能神经元在艾司氯胺酮麻醉中的调控作用。方法研究全部选择8~10周龄雄性Vglut2-cre转基因小鼠。取3只小鼠在PVT区立体定位注射钙信号病毒rAAV-EF1α-DIO-GCaMp6s-WPRE-hGH pA,3周后采用钙信号光纤记录技术观察艾司氯胺酮麻醉前后PVT谷氨酸能神经元的活性变化。取10只小鼠采用随机数字表法分为光遗传激活组(ChR2组)和光遗传对照病毒组(mCherry1组),每组5只,分别在PVT区立体定位注射兴奋性光遗传学病毒rAAV-EF1α-DIO-hChR2(H134R)-mCherry-WPRE-hGH pA或对照病毒rAAV-EF1a-mCherry-WPRE-hGH pA,并埋置刺激光纤,3周后采用光遗传学技术激活PVT谷氨酸能神经元,观察麻醉维持期mCherry1组和ChR2组脑电频谱及各频段百分比总功率变化。取16只小鼠采用随机数字表法分为化学遗传抑制组(hM4Di组)和化学遗传对照病毒组(mCherry2组),每组8只,分别在PVT区立体定位注射抑制性化学遗传病毒rAAV-EF1α-DIO-hM4D(Gi)-mCherry-WPREs pA或对照病毒,3周后采用化学遗传学技术抑制PVT谷氨酸能神经元,观察mCherry2组和hM4Di组诱导时间和觉醒时间的变化。结果与清醒基线比较:PVT谷氨酸能神经元钙信号在麻醉诱导期明显增加(P<0.05),持续300~500 s,麻醉期明显下降(P<0.05),小鼠翻正反射恢复(recovery of righting reflex, RORR)后钙信号与麻醉期比较差异无统计学意义(P>0.05),但其低于清醒基线水平(P<0.05)。采用光遗传学方法激活PVT谷氨酸能神经元:与刺激前比较,ChR2组刺激中δ频段的百分比总功率明显下降(P<0.05),α频段的百分比总功率明显增加(P<0.05),其他频段差异无统计学意义(P>0.05)。化学遗传抑制PVT谷氨酸能神经元:与mCherry2组比较,hM4Di组觉醒时间延长(P<0.01),但两组诱导时间差异无统计学意义(P>0.05)。结论PVT谷氨酸能神经元参与艾司氯胺酮麻醉和觉醒过程,激活PVT谷氨酸能神经元可促进艾司氯胺酮麻醉觉醒。