张加强教授团队通过单细胞测序技术首次绘制全麻药对人类前额皮层细胞作用的动态图谱

来源：醉美省医

全身麻醉药用于手术麻醉已有150多年的历史，对这些药物的研究主要通过体外和动物模型对神经元膜蛋白或相关次级信使进行的研究，但尚不能提供令人信服的证据来解释全身麻醉药在人体中的药效学特征，而且其对人类不同种类脑细胞的影响也尚不明确。 为了探索全麻药物对人类前额皮层细胞作用的动态影响，河南省人民医院（郑州大学人民医院）麻醉与围术期医学科张加强教授团队，利用单细胞测序技术在单细胞水平上进行转录组测序，首次绘制了全麻药对人类前额叶皮层细胞作用的动态图谱，并在Cell子刊iScience在线发表了题为“General anesthetic action profile on the human prefrontal cortex cells through comprehensive single-cell RNA-seq analysis”的研究成果。本篇文章第一作者为河南省人民医院麻醉与围术期医学科苌恩强博士，通讯作者为张加强教授与英国伦敦帝国理工学院马大青教授。研究工作在河南省人民医院单细胞中心完成。

该研究根据国际干细胞研究学会胎儿组织捐献指南制定实验方案，并经郑州大学人民医院伦理委员会(2019-127)批准，在中国临床试验注册中心注册。研究收集大脑前额叶皮质组织样本，进行体外细胞培养，使用单细胞RNA测序辅以全细胞膜片钳和钙瞬变技术，在前额叶皮质(PFC)混合细胞培养物中检测了临床常用的七氟醚和丙泊酚的基因转录组和离子通道谱。

该研究发现在临床相关剂量/浓度的丙泊酚和七氟醚都促进了“小胶质细胞增生”，但只有七氟醚降低了小胶质细胞的转录相似性。丙泊酚和七氟醚分别广泛但短暂地(2小时)改变了小胶质细胞、兴奋性神经元、中间神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞祖细胞的转录组谱。

同时，该研究还首次报道了全身麻醉药对来自初级人类兴奋性神经元的钠、钾和钙电流的影响及相关通道蛋白的影响。

然而，该研究的数据可能只是全身麻醉药对人类脑细胞作用的“快照”，转录组改变是否会转化为中长期的表型和功能改变需要在未来进行研究。尽管如此，本文报告的sc-RNA测序发现的大量转录组变化和通路富集可能为未来全身麻醉药机制研究提供一个可靠的数据库。

参考资料：

1. Enqiang Chang, Yangyang Wang, Ruilou Zhu, Lingzhi Wu, et al. General anesthetic action profile on the human prefrontal cortex cells through comprehensive single-cell RNA-seq analysis. iScience 26, 106534, April 21, 2023. https://doi.org/10.1016/ j.isci.2023.106534

第一作者: 苌恩强

英国帝国理工大学博士，副主任医师，硕士生导师，河南省人民医院（郑州大学人民医院）麻醉与围术期医学科。发表SCI论文10余篇，主持省市级课题5项。

共同通讯作者：马大青

医学博士，麻醉学教授, Macintosh and BOC 讲席教授, 博士生导师, 英国皇家麻醉学院院士，欧洲科学院院士，帝国理工大学威斯敏斯特医院外科兼肿瘤医学部的麻醉学研究中心主任, 英国华人教授协会常务副主席。英国华人生命科学家学会前主席, 英国麻醉研究学会常委, 世界静脉麻醉联盟常委,英国麻醉杂志及国际麻醉学院董亊。在Anesthesiology、Pharmacology、Neuroscience和Nephrology等领域的国际核心杂志上发表相关领域的著作、论著、综述340余篇 (Lancet, PNAS, BMJ, Annals Neurology, Kidney International, CCM, FASEB J, BJA, Anesthesiology and etc.) (H index 73 and citation > 18，000) 并获得国际专利四项。从事麻醉机理及围术期医学研究，特别在大脑和肾脏保护，术后认知障碍和谵妄，麻醉手术后肿瘤复发的分子机制等研究领域取得了国际公认重要研究成果。荣获欧洲REX IERLM医学奖，中国麻醉学会“麻醉学发展贡献奖”和国际华人麻醉学院”名人堂奖”。

通讯作者：张加强教授

博士生导师，河南省人民医院（郑州大学人民医院）麻醉与围术期医学科主任。中原名医，河南省杰青。先后在德国汉堡大学、美国佛罗里达大学、哈佛大学做访问学者、研究学者两年。兼任中华医学会麻醉学分会全国委员、中国医师协会麻醉学医师分会常务委员、河南省医学会麻醉学分会候任主任委员、河南省医师协会麻醉医师分会会长、河南省麻醉质控中心主任、中国神经科学学会麻醉与脑功能分会常务委员及青年委员会主任委员，《中华麻醉学杂志》等20余本国内外学术期刊编委。在Lancet子刊Eclinicalmedicine（IF 17.07）、Brief Bioinform（IF 13.994）、JAMA Surgery（IF 16.681）、J Cachexia Sarcopenia Muscle（IF 12.063）和Br J Anesth（IF 11.719）等期刊发表SCI论文117余篇，其中JCR一区且IF>10分11篇。先后承担国家自然科学基金项目5项，获得河南省杰青、河南省中青年学科带头人等项目，2021年入选中原名医。以第一完成人获得河南省自然科学二等奖1项，河南省科技进步奖二等奖2项。在国内率先建立麻醉重症监护病房（AICU），并逐渐发展成为具有麻醉专科特色的重症监护病房。主要研究方向：围术期认知功能障碍。

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编辑：Michel.米萱

校对：MiLu.米鹭

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