小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂的交互作用机制研究

Miniature pig was ideal experiment animals model xenotransplantation donor because of its similar with anatomy, physiology and mechanism of diseases in comparative medicine. The anaesthesia and antagonism of miniature pigs were the urgent needed to resolve problem in veterinary medicine, comparative medicine and life science. Our group had developed combined anaesthesia for miniature pigs and specificity antagonist for miniature pigs' combined anaesthetic, which were supported by two National Natural Science Foundation of China, but the mechanism of these were not clarification, so the mechanism of these drugs were needed to further research. Intracellular signal transaction had affinity relationship with mechanisms of general anaesthesia and antagonism. This program will research MARK, mTOR and Orexins signal transaction system, their key proteins and lower transcription factors were studied. Pathways of MARK, mTOR and Orexins signal transaction system were researched after combined anaesthetic for miniature pigs and specificity antagonist for miniature pigs' combined anaesthetic was administrator, in order to certify interaction mechanism of anaesthetic and antagonist. When these signal were interrupted, the effect of anaesthetic and antagonist on clinical physiological index security were observed, and can establish a solid foundation of theoretical knowledge for veterinary medicine, comparative medicine and life science.

小型猪在解剖学、生理学和疾病发生机理等方面与人在比较医学上极其相似，是理想的实验动物模型和异种器官移植供体。小型猪麻醉和颉颃苏醒是兽医学、比较医学和生命科学等领域急待解决的问题。本课题组在前两项国家自然科学基金资助下成功研制出小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂，但对其机理研究甚少，因此需进一步研究其作用机制。近年来研究表明细胞内信号转导系统与全麻及催醒机制有密切关系。为此本项目拟进一步从信号转导系统MAPK、mTOR和Orexins系统入手，选取MAPK和mTOR信号转导系统及Orexins系统中关键蛋白及其下游转录因子为研究对象，研究注射小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂后三个系统发挥的作用途径，确定小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂的交互作用机制，并且观察阻断这些信号转导系统后，小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂对小型猪麻醉和苏醒过程中临床指标安全性的影响，为兽医学、比较医学和生命科学的研究奠定坚实的理论。

近年大量的研究结果表明小型猪与人在比较医学上同源关系很近，在解剖学、生理学、生物化学和疾病发生机理等方面极其相似，因此在比较医学和生命科学研究中，常用小型猪作为理想实验动物模型。同时国家自然基金委员会还曾颁布的“异种移植的基础研究”重大项目申请指南中特别强调代替人组织器官最适合的动物是猪，拟全面开展猪作为异种器官移植供体的基础研究。在前期两项国家自然科学基金项目完成了小型猪复合麻醉剂及其颉颃剂的研制，同时从分子水平揭示了麻醉及颉颃作用的机理。但是随着研究的深入，课题组发现了一些问题，包括小型猪复合麻醉剂及其颉颃剂作用交互作用位点是否一致、交互作用位点在中枢神经系统的位置等。通过前期的研究及后期资料查阅。课题组（MAPK和mTOR）及 Orexins系统在注射小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂后的作用，选取MAPK和mTOR信号转导系统和Orexins系统中关键蛋白及其下游转录因子为研究对象，从分子水平对小型猪专用复合麻醉剂及颉颃剂交互作用机制进行探讨，研究结果表明：（1）麻醉和催醒作用可能是由于ERK蛋白磷酸化水平的改变而引起，而与ERK1/2蛋白的重新合成无关。XFM能够影响大鼠p-p38蛋白、c-myc mRNA和iNOS mRNA的相对表达,小型猪复合麻醉颉颃剂的作用与XFM的作用相反，p38MAPK信号转导通路可能是其产生麻醉和催醒作用的通路之一。（2）小型猪复合麻醉剂能够激活大脑皮层、海马内PI3K/Akt/mTOR信号通路产生麻醉作用，颉颃剂能够逆转XFM诱导的PI3K/Akt信号通路的变化，这可能是麻醉剂与颉颃剂的交互作用机制之一。（3）XFM作用于下丘脑侧脑区对Orexin系统产生抑制作用，小型猪麻醉颉颃剂能逆转XFM在下丘脑侧脑区对Orexin的抑制作用，下丘脑侧脑区可能是Orexin系统参与麻醉与苏醒的部位之一。确定了小型猪专用复合麻醉及其颉颃剂的交互作用机制，对小型猪麻醉和催醒过程有了进一步的了解，可以通过相关的机理方面多途径调控麻醉和催醒过程，对优化药物组分、提高麻醉和复苏过程安全性、完善全麻及催醒分子作用机制等方面研究奠定坚实的理论基础和提供试验数据。在成果发表方面共撰写了27篇研究论文，其中有4篇被SCI检索收录，中文核心期刊文章19篇，专业期刊文章1篇，会议论文3篇。共培养了博士4名，硕士10名，其中已经毕业博士4名，硕士9名，在读硕士1名。