在心脏和主动脉手术中可以保护器官的一种新方法

由日本理化学研究所生物系统动力学研究中心 (BDR) 的 Hidetoshi Masumoto 和 Genshiro 

Sunagawa 领导的研究人员开发了一种新方法，可以在必须阻断血液循环的心脏和主动脉手术期间

保护器官。该技术不是依靠低温来诱导代谢减退和减少对氧气的需求，而是通过刺激大脑中的 Q 

神经元起作用，从而将新陈代谢减慢到类似冬眠的状态。在这项概念验证研究中，该程序保护小

鼠肾脏免受缺氧造成的损害，并避免了与长时间低温相关的有害副作用。这些发现可能会导致对

人体进行类似手术的新方法。

对于某些类型的心脏和主动脉手术，医生在修复主动脉时必须切断血液循环。在过去的 50 年里

，这种类型的手术是在使用低温诱导深度低温后进行的，这会减慢身体的新陈代谢，从而使器官

可以在极少的氧气下存活。虽然这可以有效保护肾脏等器官，但也会降低血液凝固，导致出血过

多和输血需求。

Masumoto 和他在 RIKEN BDR 的团队一直在寻找在不引起体温过低的情况下减缓新陈代谢的方法

。我们知道许多动物——例如熊和松鼠——可以冬眠，尽管冬眠期间新陈代谢极其缓慢，但它们

醒来时是健康的。然而，像大多数动物一样，人不会冬眠。这就是故事的结局，直到几年前

Sunagawa 的团队发现了一种方法，可以在老鼠 (通常不冬眠的动物) 身上诱发类似冬眠的状态。

。

研究者指出：如果我们能够诱导它们，那么在心血管医学、复苏医学或其他通过低温保护器官不

充分或不适当的情况下，就有很多可能使用类似冬眠的状态。

但首先，这项技术的有效性需要在动物模型中得到验证。这项新研究是该技术的首次临床应用，

并在需要停止循环的主动脉手术小鼠模型上测试了其有效性。该团队之前的研究表明，冬眠水平

的低代谢可以通过激活大脑下丘脑中称为 Q 神经元的特殊神经元来实现。化学遗传生物技术允许

研究人员通过注射来激活这些特定的神经元。他们比较了四组模型小鼠，这些模型小鼠在是否使

用低温诱导低代谢以及是否激活 Q 神经元方面存在差异。

通过观察血液中的生物标志物水平来评估肾脏损伤和肾功能。分析表明，Q 神经元在常温下诱导

的低代谢和低温诱导的低代谢对肾脏具有保护作用。有了这些结果，该研究团队现在知道 Q 神经

元诱导的类似冬眠的状态可以用来保护器官。

Masumoto 和 Sunagawa 研究的最终目标是在心脏手术期间或出于其他医学原因，使用这类技术来

减缓人们的新陈代谢。但是由于人类的 Q 神经元不能像在实验工程小鼠中那样被选择性激活，该

团队现在正在寻找保护大脑下游器官的方法。激活 Q 神经元会触发一系列生物事件，使器官在低

代谢状态下存在数天。

研究者表示：一旦我们确切地知道这些事件是什么，我们就有信心在体内通过药理学诱导它们，

而不需要首先激活 Q 神经元。

该研究于 11 月 7 日发表在米国胸外科协会会刊 JTCVS Open (胸外科和心血管外科杂志 开放获

取）上。