主持多项院校市国家级科研课题，包括国家自然科学基金面上项目2项；上海市科委自然基金面上项目；上海市卫计委自然基金面上项目；上海市医学会麻醉科青年医师培育基金；上海交通大学医学院附属第九人民医院临床研究助推项目等。以第一/通讯发表SCI论文28篇。

长期致力于教学工作，承担多项教学课题，为2024教育部产学合作协同育人项目负责人；2023上海高校一流本科课程负责人；2024上海交通大学本科人工智能赋能（AI+）课程负责人；2024上海交通大学医学院实验教学改革项目负责人；2024上海交通大学医学院本科核心课程负责人；2021、2023、2025年上海交通大学医学院毕业后教育项目课题负责人；2019年国家医学考试中心项目子课题负责人。

同时作为上海第九人民医院作临床实训中心主任，负责本科学生的基本临床技能的培训和课程建设，积极引入提高学生高阶实践能力的课程，先后在实训中心建设了国家灾难医学生命支持课程培训中心和高级生命支持培训中心，在本科学生中开展培训。已指导学生立项大学生创新训练项目（第十八期大创项目《麻醉会影响脑发育吗？》），该项目在第六届上海交通大学大学生生命科学创新竞赛校内赛中荣获优胜奖。同时指导学生获得第一届医学虚拟仿真实验创新大赛卓越奖和2023年度“医学+X”大学生虚拟仿真作品展示铜奖，培养的研究生获得上海交通大学优秀毕业生。

项目简介和设想：

    每年全球有数百万婴幼儿在全身麻醉下接受外科手术，然而近20年来持续有证据表明，临床常用的多种全麻药物对幼年期动物具有神经毒性作用并导致其成年后认知和行为能力受损。因此，麻醉药物对婴幼儿脑发育的安全性成为了医学界和广大家长共同关注的公共健康问题，并被麻醉学界列为亟待优先研究和解决的临床和科学问题。基于现有临床研究结果，学界普遍认为单次短时间（<1 h）全麻对婴幼儿脑发育无明显影响，本课题组亦在早期临床研究中证实了此观点。然而，越来越多证据表明婴幼儿期接受多次（≥2次）或长时间（＞2 h）全身麻醉是其成长过程中发生神经系统发育障碍的显著危险因素。The New England Journal of Medicine期刊的专家共识和美国FDA均发出安全警示：对于年龄小于3岁的幼儿，应当根据病情的必要性和急迫性权衡是否需要接受全麻手术，并尽量避免多次或过长时间手术麻醉。无独有偶，近期对国际多中心临床研究“全麻与区域麻醉比较”（General Anaesthesia compared to Spinal anesthesia，GAS）数据的再分析结果更是将小儿因接受多次麻醉产生神经发育损伤的风险年龄延长到了5岁，进一步引发了学界对全麻药物脑发育毒性的担忧。因此，深入研究全麻药物对脑发育的影响机制，籍此寻找其作用靶点，对于避免全麻药物引发的神经发育毒性，保障婴幼儿围手术期脑发育安全至关重要。

    聚焦于全身麻醉药物的作用机理及其对中枢神经系统的影响，旨在通过基础医学实验和文献调研，探索麻醉药物如何调控神经活动、影响意识状态，并尝试建立科学严谨的研究方法。该课题既具有重要的临床应用价值，又能帮助医学院学生建立系统的科研思维，掌握实验技能和数据分析能力，为未来的医学研究或临床实践奠定基础。

现有基础：

    本课题组长期和中国科学院生物与化学交叉研究中心合作，共同探寻全麻药物麻醉机制以及相关毒性副作用机制，最终研发新型全麻药物，保障患者围术期安全。现有研究主要针对吸入麻醉药物七氟烷以及静脉麻醉药物S-氯胺酮开展。本课题组聚焦七氟烷通过影响特异性谷氨酸受体造成突触损伤从而引起婴幼儿认知功能障碍的机制研究，以及介导S-氯胺酮发挥麻醉作用/镇痛作用的具体脑区和受体靶点的环路机制。

1 该研究探讨儿科手术中全身麻醉的广泛应用及其潜在的神经毒性风险，通过综合分析临床实验数据与基础研究，揭示全身麻醉药物可能通过何种毒性机制影响儿童的神经行为功能，重点关注五种典型神经行为障碍的关联性证据。研究提示需谨慎评估儿童麻醉的潜在长期影响，为临床安全使用麻醉药物提供了科学依据。-Xu, Jinnan et al. “The Relationship between Early Exposure to General Anesthesia and Neurobehavioral Deficits.” Developmental neuroscience, 1-17. 14 Oct. (2024)

2 该研究通过单细胞核RNA测序和免疫荧光染色实验，发现七氟烷麻醉后兴奋性神经元的差异表达基因与海马谷氨酸能突触减少相关，同时验证了突触密度的降低。探讨了老年小鼠海马谷氨酸能突触变化在七氟烷诱发认知功能障碍中的作用。其中海马谷氨酸能突触的异常可能是七氟烷导致老年小鼠术后认知功能障碍的关键机制。-Niu, Yixuan et al. “Role of Hippocampal Glutamatergic Synaptic Alterations in Sevoflurane-Induced Cognitive Dysfunction in Aged Mice.” CNS neuroscience & therapeutics vol. 30,10 (2024): e70093

3 该研究发现七氟烷通过降低兴奋性氨基酸转运蛋白3（EAAT3）的表达，引起细胞外谷氨酸水平升高和突触功能异常，促进 tau蛋白磷酸化，导致小鼠神经元树突棘形态发育异常。实验证明，EAAT3过表达能部分逆转七氟烷的神经损伤作用；同时锂盐可通过抑制七氟烷诱导的tau磷酸化及其下游效应改善树突棘异常。提出七氟烷通过影响特异性谷氨酸受体造成突触损伤从而引起婴幼儿认知功能障碍的机制。-Yan, Jia et al. “Anesthetic Sevoflurane Induces Enlargement of Dendritic Spine Heads in Mouse Neurons via Tau-Dependent Mechanisms.” Anesthesia and analgesia vol. 140,3 (2025): 697-709

4 该研究利用单细胞核RNA测序技术，发现七氟烷麻醉上调幼年猕猴海马SST+抑制性神经元表达，可能通过影响中间神经元迁移和成熟而导致神经发育异常，为探索七氟烷诱导的神经兴奋-抑制失衡及其对认知功能的长期影响提供了新的分子和细胞层面证据。同时本研究提出一种基于CNR1和LHX6的新型抑制性神经元分类方法，该方法同时适用于人类和灵长类动物，有助于深入解析全麻药物潜在的神经毒性机制。-Niu, Yixuan et al. “Inhibitory neuron map of sevoflurane induced neurotoxicity model in young primates.” Frontiers in cellular neuroscience vol. 17 1252782. 31 Oct. (2023)

5 该研究发现C57BL/6J和C57BL/6N两种近交系小鼠对咪达唑仑和丙泊酚的敏感性存在显著差异。C57BL/6J 小鼠的咪达唑仑麻醉持续时间比C57BL/6N 短60%，而丙泊酚麻醉持续时间却比C57BL/6N长51%，表明两种亚系对 GABA 能麻醉药的响应存在遗传背景依赖的差异性。在神经行为学测试中，C57BL/6J 小鼠表现出更低程度的焦虑和抑郁样行为，但运动和感觉运动功能与 C57BL/6N 无明显差异。该研究强调了在遗传学和行为学研究中，即使密切相关的近交系亚系间微小的遗传变异也可能显著影响实验结果。-Peng, Jiali et al. “C57BL/6J and C57BL/6N mice exhibit different neuro-behaviors and sensitivity to midazolam- and propofol-induced anesthesia.” Physiology & behavior vol. 264 (2023): 114146

6 该研究发现发育期小鼠暴露于七氟烷会通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路磷酸化，导致海马神经元树突棘形态比例异常。PI3K/AKT/mTOR激动剂IGF-1预处理可回救七氟烷的神经毒性，而mTOR磷酸化抑制剂则会加剧损伤，证实该通路在七氟烷干扰突触可塑性中的关键作用。行为学检测提示这种早期七氟烷暴露会引发小鼠远期精细运动功能障碍，揭示了全麻药物通过破坏树突棘发育导致神经行为损伤的分子机制。-Zhong, Linhong et al. “Sevoflurane exposure may cause dysplasia of dendritic spines and result in fine motor dysfunction in developing mouse through the PI3K/AKT/mTOR pathway.” Frontiers in neuroscience vol. 16 1006175. 28 Sep. (2022)

预期需要开展的工作：

1文献调研：系统查阅现有麻醉药物作用机制的最新研究，如GABA受体、NMDA受体、离子通道等靶点。

2机制探索：选择一种麻醉药物（如七氟烷、丙泊酚、氯胺酮）针对其特有的靶点进行动物和细胞实验探索。主要聚焦药物的麻醉作用和同时产生的副作用机制的研究。为规避副作用，提高药物安全性改良麻醉药物提供证据。

3数据分析：学习分析对接模拟软件以及ai辅助的靶点预测软件，协助机制探索。

4成果总结：撰写研究综述或实验报告，总结全身麻醉药物的作用机制与未来研究方向，参加学术竞赛或申请校级/省级科研基金，推动项目进一步深化。

重点项目：拟招募学生3～5人、由2个或2个以上不同专业（组）的学生组成团队。