尽管对于每年接受全身麻醉的几百万人来讲这可能是一个惊喜,但研究人员并没有完全理解不同的麻醉剂是如何阻断机体意识背后的生物学机制,近日,一篇发表在国际杂志eLife上题为“Microglia facilitate and stabilize the response to general anesthesia via modulating the neuronal network in a brain region-specific manner”的研究报告中,来自中国复旦大学等机构的科学家们通过研究揭示了大脑中称之为小胶质细胞的免疫细胞是如何被全身麻醉所影响的。
文章中,研究者Bo Peng教授表示,我们发现,小胶质细胞在调节机体对全身麻醉的反应过程中扮演着重要角色,小胶质细胞是机体中枢神经系统钟的重要免疫细胞,其在中枢神经系统的功能和功能障碍发生过程中发挥着重要作用。此前对小胶质细胞的研究结果表明,在麻醉下,小胶质细胞的行为会发生变化,但本文研究首次揭示了小胶质细胞如何以大脑区域特异性方式来调节神经元活性,以及在麻醉如何发挥作用的过程中发挥着关键的角色。
研究人员首次发现小胶质细胞影响机体麻醉的效果是在其它研究中无意观察到的,随后他们通过额外的实验进行了证实,通过阻断集落刺激因子1受体(CSF1R,colony-stimulating factor 1 receptor)信号,就能诱导小鼠机体的小胶质细胞被剔除。当利用名为PLX5622的CSF1R抑制剂来杀灭小胶质细胞时,机体就会对麻醉产生较强的耐受性,研究人员利用四种不同类型的麻醉和两种不同的受体就能观察到对麻醉的耐受性,而且还通过脑电图(EEG)和肌电图(EMG)测量证实了这一观察结果。
小胶质细胞或能充当机体全身麻醉的促进剂和稳定剂的角色。
图片来源:eLife (2023). DOI:10.7554/eLife.92252
小胶质细胞能以区域特异性方式来代替普通方式调节大脑的神经网络活性,大脑的不同部位能调节麻醉的诱导和机体苏醒,诱导是接受全身麻醉的动物从有意思到无意识的变化过程,而苏醒则是患者从无意识到有意识的过程。研究者发现,小胶质细胞能通过以大脑区域特异性方式调节神经元网络,从而促进并稳定机体对全身麻醉的反应,这是由小胶质细胞P2Y12受体和其下游钙离子信号所介导和调节的。这种这种大脑区域特异性调节方式,小胶质细胞的剔除不仅会延迟麻醉发挥作用的时间(诱导延迟),而且还意味着麻醉作用会消失地更快(早期出现)。
研究者Peng说道,我们的研究结果表明,小胶质细胞能复杂而多样地参与协调机体中枢神经系统的功能,而不是在负反馈控制中发挥不加以区分的作用;未来,研究人员还想通过更为深入的研究来理解小胶质细胞的特性,并阐明P2Y12受体如何与神经系统疾病相关联,这种受体对于稳定神经元网络非常必要,而且在多种神经系统疾病中会受到抑制。此外,研究人员还将继续深入研究全身麻醉是如何发挥作用的,同时他们还想进一步解析全身麻醉的机制并研究小胶质细胞是如何促进机体中枢神经系统功能的。
综上,本文研究揭示了小胶质细胞在机体全身麻醉中的调节性角色,并扩展了科学家们对非神经元细胞调节机体神经元活性机制的理解和认识。