4月28日，我校第二临床学院孟泽暄（2019级五年制临床医学专业）、儿科学院杨露（2018级八年制临床医学-儿科学方向专业）本科生团队在实验教学管理中心臧广超副教授指导下，在脑细胞毒性水肿机制研究中取得创新性成果。该成果以题为“A Novel Poly(3-hexylthiophene) Engineered Interface for Electrochemical Monitoring of Ascorbic Acid During the Occurrence of Glutamate-Induced Brain Cytotoxic Edemas”在线发表于中科院综合类一区TOP期刊《Research》。
脑水肿是脑兴奋性毒性损伤的病理标志之一。谷氨酸作为一种兴奋性氨基酸和中枢神经系统中重要的神经递质参与大脑功能。大脑病变发生后，谷氨酸通过特异性激活N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）发挥神经兴奋性毒性。NMDAR的激活可引起细胞毒性水肿加速神经元死亡。抗坏血酸（AA）具有抗氧化和神经保护特性，可减轻神经元损伤。此过程中，AA将通过容量敏感性有机阴离子通道释放进入细胞间液。同时AA还可能通过谷氨酸-抗坏血酸异质交换机制促进谷氨酸摄取进入细胞，这将减少NMDAR的激活。然而，谷氨酸刺激NMDAR造成神经元细胞毒性水肿与AA释放之间的联系尚未完全阐明。
研究团队首先构筑了一维柔性细胞、组织和活体神经化学物质在线监测平台，并验证其性能。随后通过分别灌注谷氨酸（NMDA受体激动剂）、MK-801（NMDA受体抑制剂）和DIDS（Cl-通道阻滞剂），以诱发、阻滞谷氨酸的神经兴奋性毒性和抑制细胞水肿发生。研究团队在分析细胞肿胀情况的同时，原位、实时监测HT22细胞、活脑组织切片和活体大鼠脑中的AA动态释放过程。发现谷氨酸通过激活NMDAR介导Na+和Cl−内流进入细胞使渗透压升高，从而引起细胞毒性水肿使AA经容量敏感的有机阴离子通道释放到细胞间液。
本研究首次将聚3-己基噻吩柔性传感界面应于AA的原位、实时在线监测研究；发现和证明了谷氨酸诱导AA释放的细胞毒性水肿新机制。该传感策略在活体神经化学物质原位监测分析方面具有广泛的应用潜力。
重庆医科大学孟泽暄（本科生）、杨露（本科生）、张玉婵（副教授），重庆大学赵爽（我校本科生，现阶段为研究生）为该文的并列第一作者；臧广超副教授和重庆大学王贵学教授为该文的通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、金凤实验室基金、重庆医科大学卓越医学本科生导师制(EMTS)等项目以及重庆大学国家生物产业基地公共实验中心的支持。
近年来，实验教学管理中心与第二临床学院在“卓越医学本科生导师制项目”(EMTS）框架下持续开展深入合作，共同推进创新人才培养。此项成果是继2023年该本科生团队在《BiosensorsandBioelectronics》发表题为“Aptamer Functionalized Cell Membrane for Brain and Nerve Cell Sensing with High Sensitivity and Stability”的研究性论文后，在神经传感研究中的又一成果。
原文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0149
