セボフルランは若年マウスの神経細胞の活性化と行動亢進を誘導する

Sevoflurane induces neuronal activation and behavioral hyperactivity in young mice.

• Lei Yang
• Hoai Ton
• Ruohe Zhao
• Erez Geron
• Mengzhu Li
• Yuanlin Dong
• Yiying Zhang
• Buwei Yu
• Guang Yang
• Zhongcong Xie

抄録

一般的に使用されている麻酔薬であるセボフルランは、患者に動揺を引き起こす可能性がある。しかし、このような臨床的観察の根底にあるメカニズムはほとんど不明である。そこで我々は、マウスの神経細胞の活性化と行動に及ぼすセボフルランの影響を評価した。10日齢のマウスに2％のセボフルラン、1％のイソフルラン、または6％のデスフルランを10分間投与した。マウスの行動は、麻酔薬投与後約2分後の右旋反射消失1分後に記録され、評価された。神経細胞の活性化は、麻酔薬投与後1分後のc-Fos発現とカルシウムイメージングにより評価した。神経細胞の活性化を低下させるプロポフォールを用いて、セボフルランの因果関係を調べた。その結果、セボフルランは若いマウスの一次体性感覚野の神経細胞の活性化を増加させ、右索反射の消失後1分後には行動亢進を引き起こすことがわかった。デスフルランは行動亢進を誘発せず、イソフルランは境界線上の有意な行動亢進のみを誘発した。最後に、プロポフォールはセボフルランによって誘発された若いマウスの神経細胞の活性化と行動亢進を減衰させた。これらの結果は、セボフラン誘発による若年マウスの神経細胞の活性化と行動亢進の予期せぬ増加を示している。これらの知見は、セボフルラン誘発性動揺の根底にある潜在的なメカニズムを示唆するものであり、今後の研究では、麻酔薬が神経細胞の活性化を増加させることで行動亢進を誘発するかどうかをさらに明らかにしていくことが期待される。

Sevoflurane, a commonly used anesthetic, may cause agitation in patients. However, the mechanism underlying this clinical observation remains largely unknown. We thus assessed the effects of sevoflurane on neuronal activation and behaviors in mice. Ten-day-old mice received 2% sevoflurane, 1% isoflurane, or 6% desflurane for 10 minutes. The behavioral activities were recorded and evaluated at one minute after the loss of righting reflex in the mice, which was about two minutes after the anesthetic administration. The neuronal activation was evaluated by c-Fos expression and calcium imaging at one minute after the anesthetic administration. Propofol, which reduces neuronal activation, was used to determine the cause-and-effect of sevoflurane. We found that sevoflurane caused an increase in neuronal activation in primary somatosensory cortex of young mice and behavioral hyperactivity in the mice at one minute after the loss of righting reflex. Desflurane did not induce behavioral hyperactivity and isoflurane only caused behavioral hyperactivity with borderline significance. Finally, propofol attenuated the sevoflurane-induced increase in neuronal activation and behavioral hyperactivity in young mice. These results demonstrate an unexpected sevoflurane-induced increase in neuronal activation and behavioral hyperactivity in young mice. These findings suggest the potential mechanisms underlying the sevoflurane-induced agitation and will promote future studies to further determine whether anesthetics can induce behavioral hyperactivity via increasing neuronal activation.