近日，我院麻醉手术中心左云霞、刘进、朱涛和蒋若天团队在Molecular Psychiatry在线发表题为《Astrocyte morphological remodeling regulates consciousness state transitions induced by inhaled general anesthesia》的研究论文。研究立足于星形胶质细胞与神经元突触的交互作用，创新性提出皮层星形胶质细胞通过Ezrin（细胞骨架结合蛋白）磷酸化依赖的精细形态重塑，经GABA（γ氨基丁酸）能系统调控神经网络兴奋性参与全身麻醉意识转换的新机制。这一发现不仅为解析意识产生的神经生物学基础提供新视角，也为未来开发新型麻醉药物提供了新思路。

全身麻醉诱导意识消失的机制研究，是麻醉学与神经科学的交叉前沿课题，研究结果对提升围术期安全性和推动脑科学进步具有重要意义。尽管临床应用已逾一个半世纪，全麻药物作用机制仍未完全解析。传统理论聚焦于麻醉药通过调节神经元突触离子通道及受体功能影响神经递质释放和神经元电活动。近年研究发现，星形胶质细胞（简称：星胶）除代谢支持功能外，其动态形态学变化对突触调控及神经环路活动具有关键作用。然而，该细胞群体在麻醉-觉醒意识状态转换中的具体机制仍不完全清楚。

本研究发现吸入麻醉剂七氟烷可引起小鼠在麻醉-觉醒周期中皮层星胶的动态重塑，其特征性改变表现为麻醉期间精细分支复杂度显著降低。通过神经元-星胶邻近分析（Neuron-astrocyte proximity assay, NAPA）与扫描电镜技术，证实麻醉后星胶精细分支对突触的包裹程度和接触面积显著降低。团队既往研究提示，Ezrin蛋白在星胶形态可塑性中起着关键作用，本研究进一步揭示七氟烷可通过钙依赖的方式，抑制Ezrin磷酸化（Thr567位点），进而损伤星胶形态。化学遗传学（hM4Di）激活星胶钙信号可逆转麻醉诱导的Ezrin磷酸化抑制，恢复星胶精细分支形态并降低动物麻醉敏感性。反之，条件性敲除Ezrin基因（Ezrin-cKO）或表达磷酸化缺陷突变体（AAV-EzrinT567A）可模拟麻醉效应，导致星胶对突触的包裹缺陷、麻醉敏感性升高及脑电爆发抑制比（Burst Suppression Ratio, BSR）增加。进一步的机制研究发现，抑制Ezrin磷酸化，可增强皮层锥体神经元的紧张性GABA（tonic GABA）电流，并放大七氟烷对皮层锥体神经元的抑制效能。在体钙成像证实其加剧七氟烷对皮层兴奋性神经元活动的抑制。该证据链阐明星胶通过Ezrin介导的形态可塑性调控GABA能突触间隙稳态，进而影响意识状态转换。

我院麻醉手术中心周斌医师，李青燃博士和苏梦婵博士后为共同第一作者；左云霞主任医师，刘进主任医师，朱涛主任医师和蒋若天研究员为共同通讯作者。

图1 吸入麻醉药物诱导星胶形态可逆性损伤

图2 七氟烷损伤星胶-突触的交互

图3 七氟烷通过抑制Ezrin蛋白磷酸化导致星胶精细形态缺失

图4 条件性敲除星胶Ezrin可减少星胶-突触交互并增强小鼠对七氟烷的麻醉敏感性

图5 抑制星胶Ezrin的磷酸化可增强紧张性GABA抑制从而提高小鼠对七氟烷的敏感性

图6 抑制星胶Ezrin的磷酸化增强了七氟烷对兴奋性神经元的抑制作用

原始文献：https://www.nature.com/articles/s41380-025-02978-2