醫學新進展:誘導出的冬眠狀態能在小鼠心臟手術中保護器官
日本研究人員已經證明,誘導出冬眠狀態可能是一種可以在手術期間血液循環停止時保護器官免受損害的新方法。該技術減緩了新陳代謝,並在小鼠的測試中被發現效果良好。在對心臟或主動脈進行的某些類型的手術中,醫生需要中斷血液的流動,當然,由此產生的缺氧會對器官和組織產生破壞性的影響。
幾十年來,主要的解決方案是在這些手術中對病人進行深低溫停循環,使他們的體溫直接降低,以減緩他們的新陳代謝。但這是一個困難的過程,且有一定的風險。
日本理化學研究所的科學家們現在發現了一種潛在的替代方法,基於他們幾年前的一項發現。在之前的研究中,研究人員在小鼠體內發現了一組神經元(Q神經元),當它們受到刺激時,會誘發一種類似睡眠的狀態,即倦怠狀態,小鼠和鳥類等動物會進入這種狀態,通過減緩新陳代謝來保存能量。
更耐人尋味的是,研究小組能夠刺激Q型神經元來誘導大鼠的這種狀態,而大鼠的日常並不包含這種狀態。這為人類最終進入這種冬眠狀態提供了可能性,例如,這可能有助於長時間的太空航行,或者正如新的研究所探討的那樣,作為手術中低溫的一種替代。
“如果我們能夠誘導它們,那麼在心血管醫學、復甦醫學或其他通過低溫保護器官不充分或不適當的情況下,使用類似冬眠狀態有很多可能性,”該研究的共同牽頭人Genshiro Sunagawa說。
該團隊在四組接受主動脈手術的小鼠中測試了這一想法。兩組接受了激活Q神經元的化學物質注射–其中一組保持正常體溫,而另一組則處於低溫狀態。另外兩組是接受安慰劑注射的對照組,其中一組處於低溫狀態,另一組處於正常溫度。
之後,科學家們通過評估血液中某些生物標誌物的水平來檢查腎臟損傷和功能。果然,被激活了Q型神經元的小鼠顯示出與經歷了低溫的對照組小鼠類似的器官保護水平。經歷過和未經歷過低溫的Q神經元小鼠之間沒有真正的區別。
雖然這項研究耐人尋味,但研究小組提醒說,現在仍然是研究的早期階段。首先,最重要的是,Q神經元不太可能在人類大腦中被選擇性地激活以達到同樣的效果。但科學家們說,了解其背後的機制可能會發現誘發這種狀態的其他方法。
Sunagawa說:”激活Q神經元會觸發一些生物事件的序列,使器官在低代謝狀態下存在數天。一旦我們確切地知道這些事件是什麼,我們就有信心在體內用藥物誘導它們,而不需要首先激活Q神經元。”
這項研究發表在JTCVS Open雜誌上。