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为探究丙泊酚对胎儿心脏发育的影响及潜在靶点，浙江省人民医院的研究人员以斑马鱼为模型开展研究。结果发现丙泊酚影响斑马鱼幼体心脏发育，agxt2 可能是潜在靶点。推荐阅读，助力深入了解丙泊酚心脏毒性机制。
在医疗领域，麻醉药的使用十分常见，而孕妇使用麻醉药的情况也不少见。你知道吗？每年大约有 0.75 - 2% 的孕妇会在全身麻醉下接受非产科手术。丙泊酚（Propofol）作为临床最常用的静脉全身麻醉药，由于它在脂质中的溶解度很高，所以能轻松地穿过胎盘屏障，进入胎儿的血液循环。而且它起效快、代谢也快，因此常被用于孕妇腹腔镜手术的全身麻醉，相关指南还推荐它用于孕妇内镜检查时的麻醉。
然而，丙泊酚对胎儿器官发育的影响却不容忽视。从临床和动物实验的证据来看，早期接触丙泊酚可能会对胎儿心脏发育产生不良影响。比如说，长时间输注丙泊酚可能引发丙泊酚输注综合征，导致心脏功能障碍和心律失常，而且这种综合征在年轻患者中更容易出现。在新生小鼠的心脏模型实验里，高剂量的丙泊酚会迅速引发心律失常，降低心室收缩能力，损害线粒体功能，还会增强通透性转换孔的开放。之前也有研究发现，暴露在 5mg/L 丙泊酚中的斑马鱼幼体，其心静脉 - 动脉（SV - BA）距离会缩短，心率也会变慢。
尽管有很多研究都在探索丙泊酚诱导心脏毒性的机制，但目前对于它在发育中的心脏产生毒性的具体机制和作用靶点仍然不太清楚。正是在这样的背景下，浙江省人民医院、杭州医学院附属人民医院麻醉科康复医学中心的研究人员，在《BMC Anesthesiology》期刊上发表了一篇名为 “Toxic effects of prolonged propofol exposure on cardiac development in zebrafish larvae” 的论文。他们通过研究发现，丙泊酚会改变斑马鱼幼体心脏的结构和功能，线粒体相关基因 agxt2 可能是其药理作用的一个靶点。这一研究成果对于深入了解丙泊酚对胎儿心脏发育的影响有着重要意义，为后续的研究指明了方向。
为了开展这项研究，研究人员用到了几个关键技术方法。他们以斑马鱼为研究对象，通过培养斑马鱼获取胚胎 。之后，利用组织学技术，对斑马鱼胚胎心脏进行固定、切片和染色观察。还进行了细胞实验，运用 CCK - 8 法检测细胞活力，Transwell 实验检测细胞迁移能力，Tunel 实验检测细胞凋亡情况。另外，对斑马鱼胚胎心脏进行 RNA 测序（RNA - seq），并通过生物信息学分析来寻找差异表达基因，构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，最后用蛋白质免疫印迹法（Western blot）验证关键基因的表达 。
下面来看看具体的研究结果：
丙泊酚对斑马鱼胚胎的发育毒性
研究人员记录了不同时间点斑马鱼胚胎的存活率、孵化率和畸形率。结果发现，对照组和 0.5mg/L 丙泊酚处理组的存活率和孵化率没有明显下降；1mg/L 处理组从 72 小时胚胎期（hpf）开始死亡率显著增加；5mg/L 处理组从 24hpf 开始存活率就明显下降。1mg/L 和 5mg/L 处理组从 48hpf 开始孵化率相比对照组显著降低。而且，0.5mg/L、1mg/L 和 5mg/L 丙泊酚处理组的胚胎在 72hpf 时都出现了严重畸形，畸形率还呈现出剂量依赖的关系。这表明丙泊酚对斑马鱼胚胎具有发育毒性，和之前的研究结果一致。
丙泊酚暴露导致斑马鱼心脏结构和功能发生显著变化
用不同浓度的丙泊酚处理斑马鱼胚胎后，发现斑马鱼出现了明显的心脏畸形表型，心包囊肿的比例较高，而且心脏畸形的比例随着丙泊酚浓度的增加而上升。研究人员用转基因绿色荧光斑马鱼观察心脏形态变化，发现丙泊酚暴露会导致心脏发育异常，比如心包延长、心包囊肿增多，心房和心室空间明显增大。正常组中心房和心室有明显重叠，心脏呈圆形；而丙泊酚处理组中心房和心室的重叠能力降低，心脏环化程度也降低，高浓度处理组更明显。通过组织切片的 HE 染色观察心脏结构变化，发现丙泊酚暴露后心脏组织严重受损，随着浓度增加，心肌壁明显增厚，心房和心室腔减小。此外，1mg/L 和 5mg/L 丙泊酚处理组的斑马鱼幼体心率相比对照组和 0.5mg/L 组显著降低。这说明丙泊酚对斑马鱼心脏的发育形态有明显损害，还会抑制心率。
丙泊酚抑制心肌细胞活力、迁移并促进细胞凋亡
研究人员通过实验评估丙泊酚对心肌细胞活力、迁移和凋亡的影响。结果显示，随着丙泊酚浓度增加，心肌细胞活力呈浓度依赖性下降，5mg/L 丙泊酚处理时，细胞活力相比对照组下降了 24.93%。Trans - well 实验发现，丙泊酚浓度越高，迁移的细胞数量越少。Tunel 实验表明，丙泊酚浓度升高会使细胞凋亡增加，5mg/L 时相比对照组凋亡率上升了 15.83%。这一系列实验表明，丙泊酚浓度升高会阻碍心肌细胞的活力和迁移，同时促进细胞凋亡。
转录组测序分析丙泊酚诱导斑马鱼心脏损伤的机制
为了探究丙泊酚导致斑马鱼幼体心肌损伤的分子机制，研究人员对对照组和 5mg/L 丙泊酚处理组的斑马鱼心肌细胞进行转录组测序。通过差异基因分析，发现有 1102 个基因上调，1328 个基因下调。接着进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，确定了相关的细胞生物学过程、细胞成分、分子功能和信号通路。通过加权基因共表达网络分析，发现 AGXT2 是权重最高的中心枢纽基因。最后，Western blot 验证发现丙泊酚组中 AGXT2 蛋白表达显著降低，和转录组测序结果一致。这表明 AGXT2 蛋白可能是丙泊酚诱导心肌发育毒性的一个潜在靶点。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。研究人员发现丙泊酚会对斑马鱼幼体心脏的结构和功能产生影响，还会影响心肌细胞的凋亡、增殖和迁移能力。通过转录组分析找到了潜在靶点 agxt2，这为进一步研究丙泊酚诱导心脏毒性的机制提供了重要线索。虽然目前还不清楚丙泊酚是否是导致人类先天性心脏病的原因之一，但这项研究提醒我们，在临床使用麻醉药时要谨慎评估。从胚胎发育早期到怀孕结束，使用能穿过胎盘屏障的麻醉药时，都需要充分考虑其对胎儿器官的潜在毒性。丙泊酚作为孕妇全身麻醉的常用药，它对胚胎发育阶段心脏结构和功能的影响还有待更深入的研究，而本次研究为后续的探索指明了方向，有助于推动相关领域的发展，保障孕妇和胎儿的健康。
