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麻醉对人脑器官的不利影响：一项从分子到组织小牛的综合研究，Ph。D，威斯康星州医学院，细胞生物学，神经生物学和解剖学，康山江，莎拉·洛根，Yasheng Yan简介：对少年动物和儿童的最新研究表明，早期一般性麻醉对脑发育的有害影响，表现为记忆缺陷，学习障碍，学习障碍，心理健康问题。然而，这些作用背后的特定病理改变和机制在很大程度上尚未探索，部分原因是没有合适的人类模型。我们的实验室已推进了诱导的多能干细胞（IPSC）来创建3D大脑器官，从而提供了更具临床相关的人类模型来研究本研究中静脉麻醉丙泊酚对神经毒性的影响。方法：人IPSC用于通过化学定义的培养基中的顺序培养过程来产生脑器官。使用免疫染色来表征这些类器官，用于神经谱系标记和通过贴片夹具的电生理分析。在两个月成熟的情况下，在连续三天内将类带有类器官暴露于临床相关剂量的丙泊酚6小时。二甲基亚氧化二甲基载体用作对照。使用caspase 3活性测定，蛋白质印迹和电子显微镜评估对细胞凋亡和自噬的影响。这些神经元建立了有组织的突触，并表现出功能性谷氨酸能和GABA能电流。此外，通过阵列阵列阵列分析评估丙泊对18,675个基因和信号传导的基因表达谱的影响，并通过实时PCR进行验证以及生物信息学分析。结果：两个月大的大脑器官包括约80％的神经元和20％的神经干细胞以及支持细胞，包括星形胶质细胞，小胶质细胞和少突胶质细胞。丙泊酚剂量和暴露频率取决于诱导的神经毒性。具体而言，暴露于丙泊酚6小时导致裂解的caspase 3表达增加，表明神经凋亡。电子显微镜显示丙泊酚暴露后的自噬和异常线粒体形态。微阵列分析确定了113个mRNA中的差异表达（39个上调，74个下调），生物信息学分析表明其中49个参与了自噬，线粒体应激和神经变性。值得注意的是，7种丙泊酚 - 脱离突触基因与健康和疾病中的35个神经系统发育功能有关，包括钙处理和突触交叉对话。结论：我们的研究证明了丙泊酚对人脑组织的直接毒性作用，揭示了复杂的病理表型和分子机制。mRNA谱的改变，再加上凋亡，自噬和线粒体过程的变化，可能会统称有助于发育神经变性。这些发现强调了IPSC衍生的人脑器官的潜力，是研究丙泊和其他麻醉药的神经发育后果的宝贵模型。这种方法提供了关键的见解，以开发小儿麻醉中更有效的神经保护策略。
麻醉对人脑器官的不良影响
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