CMT-Vglut2至红核通路在七氟醚麻醉各阶段中调节皮层激活与行为觉醒的神经机制

《Communications Biology》：A glutamatergic projection from the central medial thalamic nucleus to the red nucleus regulates states of consciousness during sevoflurane anesthesia in mice

　　

摘要

七氟醚等全身麻醉剂在临床上不可或缺，但支配其诱导意识丧失与意识恢复的神经回路仍未被完全阐明。本研究揭示了表达囊泡谷氨酸转运体2（Vglut2）的谷氨酸能神经元——中央内侧丘脑Vglut2神经元（CMT^Vglut2神经元）——可能参与调节七氟醚麻醉下的意识状态。结果表明，在七氟醚麻醉下，CMT^Vglut2神经元的活性在意识丧失期间降低，随后在意识恢复时升高。化学遗传学激活CMT^Vglut2神经元可延迟七氟醚麻醉的诱导并加速其恢复。此外，在稳态维持性七氟醚麻醉期间，光遗传学激活CMT^Vglut2神经元可促进皮层激活和行为恢复。在七氟醚麻醉引起的爆发抑制期，该刺激可引发皮层觉醒并降低爆发抑制比。相反，通过化学遗传学或光遗传学方法抑制CMT^Vglut2神经元，分别会导致对七氟醚麻醉的敏感性增加以及皮层抑制加深。通过联合逆行和顺行示踪技术，鉴定出CMT^Vglut2神经元到红核谷氨酸能神经元（RN^Vglut2神经元）的单突触连接。在七氟醚麻醉期间，光遗传学激活CMT^Vglut2-RN轴突末梢可触发皮层激活。总体而言，这些发现确定了CMT^Vglut2-RN通路作为在七氟醚诱导的不同麻醉阶段调节皮层激活和行为觉醒的神经回路。