丙泊酚在斑马鱼幼体的蓝斑神经元突触前血管扩张部位能够抑制去甲肾上腺素的释放

《British Journal of Anaesthesia》：Propofol inhibits norepinephrine release in vivo at presynaptic varicosities of locus coeruleus neurones in zebrafish larvae

丙泊酚通过抑制蓝斑-去甲肾上腺素神经元突触前钙活动直接降低去甲肾上腺素释放，机制涉及GABA-A受体调控。

　　

杜文杰|胡月|杨永新|李佳|刘明健|张长梅|王玉凡|向佩山|于琼|杜玖林|王英伟

复旦大学华山医院麻醉科，上海，中国

摘要

背景

了解全身麻醉导致意识丧失的机制仍然是医学和神经科学领域的重要科学挑战之一。蓝斑-去甲肾上腺素（LC-NE）系统在全身麻醉中起着重要作用。无论是静脉注射还是吸入麻醉剂，都可以通过抑制LC-NE神经元的兴奋性突触输入和内在兴奋性来减少去甲肾上腺素的信号传递。然而，目前尚不清楚麻醉剂是否可以直接作用于LC-NE神经元轴突上的突触前部位以干扰去甲肾上腺素的释放。

方法

我们使用体内全细胞记录和化学遗传学方法来控制完整斑马鱼幼体中LC-NE神经元的活动，同时利用体内延时成像技术观察被记录神经元的单个突触前突起处的去甲肾上腺素释放和钙离子（Ca²⁺内流情况。分别使用G蛋白偶联受体（GPCR）激活型去甲肾上腺素传感器GRAB_NE2m和基因编码的钙离子传感器GCaMP6s来检测去甲肾上腺素的释放和钙离子水平。

结果

丙泊酚直接抑制了LC-NE神经元单个突触前突起处的去甲肾上腺素释放，因为在丙泊酚作用后，由LC-NE神经元精确控制的活性所诱导的GRAB_NE2m信号显著减弱。丙泊酚还显著抑制了LC-NE神经元突触前突起的钙离子活性。当在突触前突起所在区域同时应用γ-氨基丁酸A型受体拮抗剂皮考毒素（picrotoxin）时，这些效应会减弱。丙泊酚引起的抑制程度在不同突触前突起之间存在差异，但在不同脑区之间相对一致。

结论

丙泊酚可以直接作用于蓝斑-去甲肾上腺素神经元轴突，从而抑制突触前突起处的去甲肾上腺素释放。

部分内容摘录

动物

成年斑马鱼（Danio rerio）按照标准方案在中国北京的自动鱼养系统（ESEN）中饲养，温度为28°C。⁷胚胎和幼体在14小时光照/10小时黑暗的周期下，在含有以下成分（单位：mM）的10% Hank’s溶液中培养：140 NaCl、5.4 KCl、0.25 Na₂HPO₄、0.44 KH₂PO₄、1.3 CaCl₂、1.0 MgSO₄和4.2 NaHCO₃（pH 7.2）。转基因系Tg(dbh:tTA,TRE:Rno.Trpv1-TagRFP)^ion167d（简称Tg(dbh:tetoff-TRPV1-TagRFP）由杜玖林的团队构建。

丙泊酚抑制蓝斑-去甲肾上腺素神经元的去甲肾上腺素释放

为了研究丙泊酚对斑马鱼去甲肾上腺素释放的影响，我们首先评估了在不同丙泊酚浓度（0、5、10、30、60、100、200和300 μM）下尾鳍夹刺反应的丧失率。观察到浓度依赖性的反应丧失现象，当暴露于≥60 μM的浓度时，反应在3分钟内完全消失（图1a）。为了评估潜在的毒性，我们测量了幼体的存活概率；在丙泊酚暴露1小时后，存活率为100%

讨论

越来越多的证据表明，无论是静脉注射还是挥发性麻醉剂都会影响神经递质的释放。¹⁶通过结合体内突触前成像和体内电生理学研究，我们发现丙泊酚可以通过直接作用于LC-NE神经元的突触前末端来抑制去甲肾上腺素的释放。从机制上看，丙泊酚作用于LC-NE神经元轴突上的GABA_A受体，从而抑制这些突触前末端的钙离子活性。

作者贡献

研究构思：YW、JD、WD

研究设计：WD、JD

数据采集：WD、YY

数据分析：WD、YH、YY、ML、JL

数据解释：WD、YY、CZ、WW、PX、QY、JD、YW

手稿起草和编辑：WD、JD

手稿修订：JD、YW

最终版本的手稿批准：所有作者

资助

国家自然科学基金（中国）[82471286（WD），82271292（YW），82171188（QY）；上海市科技医疗创新研究项目[23Y21900600（YW）；上海市重点临床专科项目[shslczdzk06901（YW）；以及国家科技创新2030计划（科技部）[2021ZD0204500，2021ZD0204502（JD）。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。