吸入麻醉药物对模式生物草履虫的麻醉作用机制研究

吸入麻醉药物作用机制尚不清楚。研究的困难性主要表现在两个方面：麻醉现象和作用位点不能同时被观察；无法解释吸入麻醉药物的兴奋现象。结合我们的前期工作，我们认为，草履虫可能是研究吸入麻醉药物作用机制的理想模式生物。草履虫逃避刺激物的特性可用于麻醉现象的观察；其为单细胞利于细胞或分子水平的研究，使麻醉现象和麻醉药物作用位点结合起来。草履虫游动速度的改变可用于吸入麻醉药物兴奋性的研究。通过分析我们前期工作结果，我们推测，草履虫细胞内Ca2+升高可能与吸入麻醉药物的兴奋性有关，而钙调蛋白(calmodulin,CaM)被抑制可能与麻醉现象有关。本项目拟通过荧光、Ca2+ uncaging、FRET-CaM基因构建和激光二次谐波等先进技术对我们的推测进行验证。这些技术我们已经掌握。本项目的完成有望揭示吸入麻醉药物作用机制，为开发无兴奋作用的新型吸入麻醉药物和可靠的麻醉深度监测方法提供理论依据。

按照项目计划书，我们主要研究吸入麻醉药物对草履虫的影响，通过T-Maze、草履虫游动速度、Ca2+测定、Ca2+ uncaging、CaM-Ca2+亲和力测定、FRET-CaM构建和测定、Ca2+和CaM变化时间顺序的测定、CaM突变型草履虫的分离和培养等手段以期揭示吸入麻醉药物的作用机理。首先，我们证明了草履虫是研究吸入麻醉药物作用机理的一种较理想的模式生物。其次，我们证明了吸入麻醉药物通过影响CaM的疏水区，导致CaM不能变构而产生麻醉作用。第三，我们证明麻醉药物可能与炎症的发生存在一定的关系，并且发现给予血管生成素1可以显著改善麻醉药物诱发的炎症。由于吸入麻醉药物作用机理的复杂性，以及草履虫的胞吐作用等因素，本项目的某些研究如FRET等尚在进行中。