Continuous anesthesia for 60 days in an isosmotic environment does not impair limb or cardiac regeneration in the axolotl  

在等滲環(huán)境中持續(xù)麻醉60天不會(huì)影響蠑螈的肢體或心臟再生能力  

來(lái)源：Scientific Reports, Volume 13, Article number: 14951 (2023)  

《科學(xué)報(bào)告》第13卷，文章編號(hào)14951（2023年）

 

摘要內(nèi)容

 

研究開(kāi)發(fā)了一種基于丙泊酚的麻醉方法，使蠑螈（Ambystoma mexicanum）在等滲環(huán)境中持續(xù)麻醉60天（覆蓋肢體和心臟再生的主要周期），存活率達(dá)75%。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：  

再生能力不受影響：麻醉組與清醒對(duì)照組在肢體再生（圖4d-f）和心臟低溫?fù)p傷修復(fù)（圖4a-c）方面無(wú)顯著差異。  

 

 

等滲環(huán)境必要性：傳統(tǒng)低滲自來(lái)水導(dǎo)致組織水腫（圖1c-e），改用等滲蠑螈林格氏液（208 mOsm/L）解決了這一問(wèn)題（圖2a）。  

 

 

代謝影響：麻醉顯著降低氧消耗率（圖5a），但未阻礙再生進(jìn)程；長(zhǎng)期禁食可能導(dǎo)致少數(shù)再生失?。▓D4e）。  

 

行為恢復(fù)：麻醉停止后17天，動(dòng)物活動(dòng)水平恢復(fù)正常（圖5e）。  

 

研究目的

建立蠑螈長(zhǎng)期（60天）持續(xù)麻醉的方法。  

 

驗(yàn)證麻醉是否影響肢體截肢和心臟低溫?fù)p傷的再生能力。  

 

評(píng)估等滲環(huán)境對(duì)麻醉期間體液平衡的作用。  

 

研究思路

分階段實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：  

 

預(yù)實(shí)驗(yàn)1：在低滲自來(lái)水麻醉12天，發(fā)現(xiàn)水腫問(wèn)題（圖1）。  

 

預(yù)實(shí)驗(yàn)2：測(cè)試不同滲透壓環(huán)境（自來(lái)水、Holtfreter液、林格氏液），確定等滲林格氏液可防止水腫（圖2a）。  

 

預(yù)實(shí)驗(yàn)3：驗(yàn)證清醒蠑螈在等滲環(huán)境中能完成心臟再生（圖2c）。  

 

主實(shí)驗(yàn)：在等滲林格氏液中麻醉60天，對(duì)比肢體/心臟再生效果（圖3-4）。  

 

關(guān)鍵干預(yù)：  

 

麻醉劑：丙泊酚（初始輸注速率0.109 mg/L/h，動(dòng)態(tài)調(diào)整）。  

 

滲透壓控制：使用等滲蠑螈林格氏液（208 mOsm/L）。  

 

再生模型：右前肢截肢、心臟低溫?fù)p傷。  

 

測(cè)量數(shù)據(jù)、來(lái)源及研究意義

體液平衡與存活率（圖1, 圖3）：  

 

數(shù)據(jù)：低滲環(huán)境中麻醉12天，體重增至1.7倍（水腫）；等滲環(huán)境中60天存活率75%（圖3a）。  

 

意義：確立等滲環(huán)境是長(zhǎng)期麻醉的必要條件，避免水腫致死。  

再生能力評(píng)估（圖4）：  

 

肢體再生：麻醉組3/4完全再生，對(duì)照組2/3完全再生（圖4d）；再生長(zhǎng)度/直徑比無(wú)組間差異（圖4f）。  

 

心臟再生：麻醉組與對(duì)照組梗死面積（圖4b）和心室無(wú)收縮分?jǐn)?shù)（圖4c）無(wú)差異。  

 

意義：證明持續(xù)麻醉不阻礙結(jié)構(gòu)/功能再生。  

氧消耗率（圖5a）：  

 

數(shù)據(jù)：麻醉組氧耗率顯著低于基線（下降45%-60%）；心臟再生組氧耗隨時(shí)間降低。  

 

意義：反映麻醉降低代謝水平，但再生進(jìn)程仍可完成。  

腎功能與毒性（圖5b-d）：  

 

數(shù)據(jù)：麻醉60天后血漿肌酐有升高趨勢(shì)（腎損傷跡象）；25%動(dòng)物出現(xiàn)輕微皮膚損傷（圖5c）。  

 

意義：提示長(zhǎng)期麻醉的潛在副作用，需監(jiān)測(cè)腎功和皮膚狀態(tài)。  

行為恢復(fù)（圖5e）：  

 

數(shù)據(jù)：麻醉停止后7天活動(dòng)時(shí)間減少，17天恢復(fù)至基線水平。  

 

意義：證實(shí)神經(jīng)系統(tǒng)功能可逆性恢復(fù)。  

 

結(jié)論

可行性：蠑螈可在等滲環(huán)境中安全麻醉60天，支持存活率75%。  

 

再生無(wú)礙：麻醉不影響肢體和心臟的結(jié)構(gòu)/功能再生（與對(duì)照組無(wú)差異）。  

 

代謝抑制：麻醉顯著降低氧消耗，但再生過(guò)程仍能完成。  

 

應(yīng)用價(jià)值：該方法為活體細(xì)胞遷移、免疫反應(yīng)等長(zhǎng)期再生研究提供新范式。  

 

丹麥Unisense電極測(cè)量數(shù)據(jù)的研究意義

 

實(shí)驗(yàn)中采用Unisense氧微傳感器（型號(hào)未注明）監(jiān)測(cè)麻醉期間代謝變化：  

技術(shù)原理：  

 

電極直接測(cè)量水溶液中溶解氧濃度，通過(guò)封閉呼吸測(cè)定法計(jì)算氧消耗率（OCR）。  

 

校準(zhǔn)方法：用充氣林格氏液（20.95% O?）和氧飽和液（100% O?）標(biāo)定。  

關(guān)鍵數(shù)據(jù)（圖5a）：  

 

麻醉基線OCR比清醒基線低60%，證實(shí)丙泊酚深度抑制代謝。  

 

心臟再生組OCR隨時(shí)間下降，反映損傷修復(fù)后期代謝需求降低。  

研究意義：  

 

代謝量化：首次在長(zhǎng)期麻醉再生模型中連續(xù)記錄OCR，證明再生可在低代謝狀態(tài)下進(jìn)行。  

 

行為解耦：麻醉消除了行為干擾，OCR變化純反映生理/再生過(guò)程（如心臟修復(fù)后期OCR下降）。  

 

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：微電極提供高靈敏度、無(wú)損實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，優(yōu)于終點(diǎn)式生化檢測(cè)。