早期七氟醚暴露损害人类神经元迁移及经颅磁刺激的潜在治疗作用

在临床中，七氟醚（Sev）用于儿童和孕妇的安全性存争议。第四军医大学等机构的研究人员开展 “Human neuron chimeric mice reveal impairment of DVL-1-mediated neuronal migration by sevoflurane and potential treatment by rTMS” 研究，发现 Sev 抑制神经元迁移，经颅磁刺激（rTMS）或可治疗，为临床应用提供参考。

　　在医学领域，麻醉的使用十分普遍，但七氟醚（Sev）作为常用的儿科麻醉剂，其对儿童和孕妇大脑发育的影响却充满争议。动物实验显示，新生儿期反复或长时间接触七氟醚会产生多种神经毒性，可临床观察结果却不一致。有的研究人员警告 3 岁以下儿童应避免使用全身麻醉，而另一些人则认为麻醉相关的神经毒性并非问题。由于多数临床研究是回顾性和间接的，直接探究七氟醚对人类神经元的影响，明确其真实作用就显得尤为重要。

为了解决这一问题，第四军医大学等机构的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上。该研究对于明确七氟醚对人类神经元发育的影响，以及为临床麻醉的安全使用提供指导具有重要意义。

研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面，利用 NOD - SCID 小鼠构建人类神经元嵌合小鼠模型；细胞和组织研究层面，进行免疫组化（检测细胞或组织中特定蛋白质表达）、蛋白质免疫印迹（Western blotting，分析蛋白质表达水平）、实时定量逆转录聚合酶链反应（Real - time RT - PCR，检测基因表达量）等实验技术；功能检测上，采用钙成像（测量神经元内钙离子浓度变化）、行为学实验（评估小鼠行为变化）以及膜片钳记录（研究神经元电生理特性）；还运用了化学遗传学操作和经颅磁刺激（rTMS）技术干预神经元活动。

下面来看具体的研究结果：

1. 七氟醚对体外培养的人类神经祖细胞（hNPCs）和人类神经元的多种毒性：研究人员用七氟醚处理来自两个人类胚胎干细胞系（H8 和 H9）的 hNPCs，发现七氟醚虽不影响其增殖和存活，但显著抑制神经元分化、突触形成和神经元迁移。比如，经七氟醚处理后，Tuj - 1、VGLUT1 和突触后密度蛋白 95（PSD - 95）等相关蛋白表达减少，神经元迁移数量和迁移距离也明显降低。
2. 七氟醚在体内抑制人类神经元迁移，但不影响分化和突触形成：通过构建人类 - 小鼠嵌合模型，将 H8 hES 细胞来源的 NPCs 移植到新生 NOD - SCID 小鼠的前脑皮层。研究发现，与体外实验不同，在体内七氟醚对人类神经元分化和突触形成影响不明显，但显著抑制神经元迁移。免疫组化和蛋白质免疫印迹结果显示，七氟醚处理的嵌合小鼠中，DCX 阳性细胞从 hNPC 移植物中迁移出来的数量明显减少。
3. 七氟醚诱导的人类神经元迁移缺陷损害嵌合小鼠的社会功能：行为学实验表明，七氟醚处理的嵌合小鼠在社会偏好和社会互动方面显著降低，出现社会功能障碍。进一步研究发现，激活人类神经元可增加 DCX 阳性细胞迁移，改善社会功能，说明神经元迁移缺陷可能与神经元活动降低有关，进而导致社会功能障碍。
4. 七氟醚暴露抑制 DVL - 1/Ca^{2 +}非经典 Wnt 信号通路：通过 RNA 测序、基因本体（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析，研究人员发现七氟醚处理的 hNPCs 中，细胞迁移相关基因表达下调，非经典 Wnt 信号通路关键分子（如 Wnt5a、DVL - 1、CaMKII 和 Rho - A）表达降低，钙成像显示其对 KCl 处理的 Ca^{2 +}反应性显著抑制，表明七氟醚抑制了 DVL - 1/Ca^{2 +}非经典 Wnt 信号通路。
5. 激活 DVL - 1 信号通路挽救七氟醚暴露后的人类神经元迁移和社会功能：在细胞实验中，补充 Wnt5a 或过表达 DVL - 1 可增加七氟醚处理的 hNPCs 的细胞迁移，提高细胞内 Ca^{2 +}反应和迁移基因表达。在嵌合小鼠实验中，过表达 DVL - 1 的 hNPCs 构建的嵌合小鼠，其神经元迁移和社会功能得到显著改善，说明上调 DVL - 1 可减轻七氟醚对人类神经元迁移和社会功能的毒性影响。
6. rTMS 激活 DVL - 1 信号通路并恢复七氟醚暴露后的人类神经元迁移：体外实验中，用 10Hz 的 rTMS 刺激七氟醚处理的 hNPCs，可增强细胞内 Ca^{2 +}反应，恢复 Wnt5a、DVL - 1、CaMKII 和 Rho - A 等蛋白水平，促进细胞迁移。在体内实验中，用精确靶向的 rTMS 刺激七氟醚处理的嵌合小鼠的 hNPC 移植物区域，可增加 c - Fos 阳性神经元数量，促进 DCX 阳性神经元迁移，上调 DVL - 1 等蛋白表达，显著改善小鼠的社会偏好和社会互动活动，表明 rTMS 可对抗七氟醚对人类神经元的毒性作用。

研究结论和讨论部分指出，该研究明确了七氟醚暴露会抑制人类神经元迁移，导致嵌合小鼠社会功能障碍，其关键机制是 DVL - 1 介导的非经典 Wnt 信号通路受损。同时，研究还发现 rTMS 治疗能够有效对抗七氟醚对人类神经元的毒性作用，改善相关行为结果。这一研究成果提示在七氟醚用于儿童和孕妇的临床应用中，应充分考虑神经元迁移及相关社会功能障碍问题。激活 DVL - 1 介导的非经典 Wnt 信号通路或采用特定的 rTMS 治疗，可能是减轻七氟醚毒性的有效方法，为临床麻醉安全使用提供了重要的理论依据和潜在治疗策略，对未来的临床实践和相关研究具有重要的指导意义。