睡眠课题组黄志力教授、王露副教授团队与北京协和医院黄宇光教授合作，在《British Journal of Anaesthesia》杂志上发表了题为《Striatal neurones expressing D1 dopamine receptors modulate consciousness in sevoflurane but not propofol anaesthesia in mice》的研究成果，揭示了背侧纹状体中D1型多巴胺受体神经元在七氟烷和丙泊酚麻醉中的差异性调节作用。

全身麻醉药物用于临床已有近180年的历史，每年全球约有2.34亿人接受手术麻醉。然而，全麻药物的调控机制仍未完全明了。七氟烷和丙泊酚是临床上最常用的吸入性和静脉全麻药，它们均能引起患者的意识丧失。脑电图和功能磁共振成像的差异性表现提示，这两种药物在中枢神经系统中的作用机制可能存在显著差异。

黄志力教授领导的睡眠课题组长期聚焦基底神经节系统在睡眠觉醒和麻醉调控中的作用及机制研究，前期发现伏隔核（Nucleus accumbens, NAc）中表达D1型多巴胺受体（D1 dopamine receptor, D1R）阳性神经元在调控生理性觉醒和七氟烷麻醉诱导和苏醒中的作用及其神经环路机制，并在《Pharmacological Reviews》上发表长篇综述阐述睡眠-觉醒神经环路如何相互作用调控全身麻醉的诱导和苏醒。作为基底神经节的另一重要组成部分，课题组前期发现了背侧纹状体（Dorsal striatum, DS）D1R神经元在调控生理性觉醒及神经环路机制中的重要作用。然而，DS中D1R神经元在七氟烷和丙泊酚麻醉中的具体作用和机制仍不明确。本研究运用光纤钙信号记录、光遗传学和化学遗传学等先进技术，阐明了七氟烷和丙泊酚麻醉过程中DS^D1R神经元的差异性调节作用。研究人员首先通过光纤钙信号记录，发现七氟烷和丙泊酚麻醉均可抑制DS^D1R神经元的活性，并且麻醉作用消退后，神经元活性逐渐恢复。接着，利用光遗传学和化学遗传学的双向调控方法，结果如图1所示：使用470 nm蓝光激活DS^D1R神经元可以使小鼠从七氟烷诱导的稳定麻醉状态和深度麻醉状态中觉醒，但对丙泊酚麻醉下的小鼠意识状态并未产生改变。此外，化学遗传学调控进一步表明，DS^D1R神经元活性的改变能够影响七氟烷麻醉的诱导和苏醒速度，但对丙泊酚麻醉的诱导和苏醒速度没有显著影响。该研究揭示了七氟烷和丙泊酚麻醉中背侧纹状体D1型多巴胺受体神经元的差异性调节作用，为理解全身麻醉药物在神经环路层面的作用机制差异提供了新的理论依据。这项研究为进一步探索静脉麻醉药物与吸入麻醉药物之间的机制差异提供了重要线索。

黄志力教授、王露副教授与北京协和医院麻醉科的黄宇光教授为该论文的共同通讯作者。论文的共同第一作者为博士生周康以及硕士生侯紫筠。该研究得到了国家自然科学基金和国家科技创新-2030中国脑计划重大项目等资助支持。

图1 主要结果示意图：化学遗传抑制DS^D1R神经元可以加快小鼠七氟烷麻醉的诱导并延长麻醉苏醒时间，化学遗传激活则会加快七氟烷麻醉的苏醒时间，化学遗传调控对丙泊酚麻醉的诱导和苏醒时间均无显著影响。光遗传激活DS^D1R神经元可以诱导小鼠从七氟烷稳定麻醉状态中苏醒，对处于丙泊酚稳定麻醉状态的小鼠则无效应。

参考文献

1. Zhou K, Hou ZJ, Jiang XL, Xiao YJ, Zhang LC, Xu W, Xiong B, Qu WM, Huang YG, Huang ZL, Wang L. Striatal neurones expressing D1 dopamine receptors modulate consciousness in sevoflurane but not propofol anaesthesia in mice. Br J Anaesth. 2025 Feb 5:S0007-0912(24)00727-X. doi: 10.1016/j.bja.2024.10.049.

2. Dong H, Chen ZK, Guo H, Yuan XS, Liu CW, Qu WM, Huang ZL. Striatal neurons expressing dopamine D1 receptor promote wakefulness in mice. Curr Biol. 2022 Feb 7;32(3):600-613.

3. Bao WW, Xu W, Pan GJ, Wang TX, Han Y, Qu WM, Li WX, Huang ZL. Nucleus accumbens neurons expressing dopamine D1 receptors modulate states of consciousness in sevoflurane anesthesia. Curr Biol. 2021 May 10;31(9):1893-1902.

4. Bao WW, Jiang S, Qu WM, Li WX, Miao CH, Huang ZL. Understanding the Neural Mechanisms of General Anesthesia from Interaction with Sleep-Wake State: A Decade of Discovery. Pharmacol Rev. 2023 May;75(3):532-553.