研究背景和目的:心脏骤停后脑损伤是引起死亡和致残的重要原因,严重影响心脏骤停患者的转归和预后。虽然近几年心肺复苏技术有了极大的提高,心脏骤停患者复苏成功的比例也有所增加,但部分幸存者常合并各种不同程度的脑损伤,甚至长期处于“植物人”状态,严重影响了患者后期的生活质量,给患者家庭和社会带来了沉重的经济负担。因此,探索降低心脏骤停后脑损伤的治疗方法具有重要意义。在本项研究中,我们利用特异标记神经元细胞内钙离子动态变化的Tg(Hu C:GCa MP5)转基因斑马鱼为模式动物研究心脏骤停后神经元胞内钙离子的动态变化。方法:用玻璃电极压迫7 days post-fertilization(dpf)的Tg(Hu C:GCa MP5)转基因斑马鱼心脏制作心脏骤停模型,通过光学显微镜直接观察心脏的跳动和脑部及躯干血管内血液流动来判断心脏骤停模型是否建立成功。心脏骤停后,运用共聚焦显微镜成像技术实时记录Tg(Hu C:GCa MP5)转基因斑马鱼大脑神经元的钙信号变化。TUNEL实验和行为学实验分别用来检测斑马鱼神经元的凋亡和运动功能。使用全麻药咪达唑仑或氯胺酮在心脏骤停前5 min开始预处理,评价其对斑马鱼心脏骤停后大脑神经元钙信号、凋亡和生存率的影响。结果:斑马鱼心脏骤停后大脑会爆发出强烈的钙波,这种钙波首先从后脑发出,然后依次传向中脑和前脑。钙波传导后的神经元出现明显的钙超载现象。与对照组相比,心脏骤停组斑马鱼神经元凋亡数目和死亡率明显增加,存活的斑马鱼运动功能明显减弱。全麻药咪达唑仑或氯胺酮预处理可以降低心脏骤停斑马鱼大脑钙波爆发的发生率并提高心脏骤停组斑马鱼的生存率。结论:心脏骤停后神经元钙波的爆发可能是引起脑损伤的机制之一,全麻药预处理降低心脏骤停后脑损伤的作用可能是通过抑制神经元钙波的爆发所介导。研究背景和目的:全世界每年有数以百万的患儿因手术接受全身麻醉。然而,越来越多的动物研究发现早期全麻药暴露会引起幼年动物神经元大量凋亡。部分临床研究也证实婴幼儿早期接受全麻后可导致学习能力下降。所以全麻药对婴幼儿神经系统发育的影响已经引起人们的极大重视。少突胶质细胞是神经系统的重要组成部分,其功能主要是包绕轴突形成髓鞘从而支持动作电位的跳跃式传导,并且起到绝缘支持和保护的作用。本研究利用标记少突胶质细胞的转基因斑马鱼为模式动物研究全麻药对少突胶质细胞发育的影响。方法:Tg(olig2:EGFP)转基因斑马鱼胚胎全麻药暴露时间从30 hpf(hours postfertilization)开始持续到96 hpf。通过共聚焦显微镜筛选出影响少突胶质细胞发育的全麻药,同时通过电镜观察药物对髓鞘发育的影响。运用电生理记录和行为学实验分别观察斑马鱼神经元动作电位的传导速度和C形快速逃跑反应的潜伏期,进一步利用药物试验,反义吗啉环寡聚核苷酸敲减基因及细胞移植技术检测全麻药影响少突胶质细胞发育的机制。结果:咪达唑仑早期暴露减少了脊髓背侧区少突胶质前体细胞的数目,主要表现为增殖和迁移的减少,并不增加脊髓细胞的凋亡。其他麻醉药如氯胺酮和依托咪酯早期暴露不会减少脊髓背侧区少突胶质前体细胞的数目。同时咪达唑仑还影响了少突胶质细胞形成髓鞘的能力,导致神经元动作电位的传导速度减慢和C形快速逃跑反应潜伏期延长。敲减TSPO(translocator protein)基因可以逆转咪达唑仑对少突胶质细胞发育的影响,同样,TSPO受体激动剂早期处理也可以产生与咪达唑仑相似的现象。结论:咪达唑仑早期暴露影响了少突胶质细胞的发育,其作用机制是通过激活TSPO受体所介导。