2025年12月9日，華中科技大學(xué)郭峰教授在Brain and Behavior發(fā)表：Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Improves Cognitive Impairment via the Regulation of White Matter Injury in Rats With Ischemic Stroke，揭示了重復(fù)經(jīng)顱磁刺激通過調(diào)節(jié)缺血性卒中大鼠的白質(zhì)損傷改善認知障礙。

卒中后認知障礙（PSCI）是中風(fēng)后常見的問題，但目前有效療法不多。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）是一種無創(chuàng)的腦刺激技術(shù)，已被嘗試用于改善卒中患者的認知功能，但其具體作用機制還不清楚。本研究提出：rTMS可能通過減輕白質(zhì)損傷來改善PSCI，而白質(zhì)損傷在腦缺血中起關(guān)鍵作用。研究人員用大鼠建立缺血性卒中模型，通過MRI（包括DTI和DTT）評估腦和白質(zhì)損傷，并結(jié)合行為學(xué)測試（如mNSS評分和Morris水迷宮）評估神經(jīng)和認知功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，10 Hz的rTMS能促進大鼠神經(jīng)功能恢復(fù)、改善認知障礙，減輕腦梗死和白質(zhì)損傷。而且，這種效果與SDF-1α/CXCR4信號軸的激活密切相關(guān)。

圖一 rTMS對大鼠術(shù)后缺血性損傷的影響

在MCAO（大腦中動脈閉塞）大鼠模型研究中，通過T2加權(quán)成像（T2WI）觀察到急性期梗死區(qū)域呈現(xiàn)高信號，并利用表觀擴散系數(shù)（ADC）比值評估缺血損傷程度。

結(jié)果：

假手術(shù)組未顯示出明顯病灶，其兩側(cè)大腦半球的ADC比值接近1。實驗發(fā)現(xiàn)，在閉塞后的第1天，接受和未接受重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）治療的兩組（R組和M組）梗死嚴重程度非常相近。然而，隨著時間的發(fā)展，所有組別的梗死損傷逐漸減輕，表現(xiàn)為ADC比值逐漸升高。盡管在第7天時，兩組間的差異尚不顯著，但到了第14天，接受rTMS治療的R組相較于M組顯示出了更明顯的改善。此外，第7天時觀察到的ADC比值下降可能與腦缺血后出現(xiàn)的假性正?；F(xiàn)象有關(guān)。綜上所述，10 Hz rTMS能有效減輕MCAO大鼠的缺血損傷并促進恢復(fù)。

圖二 rTMS對缺血組織中SDF-1α/CXCR4軸相關(guān)組分表達的影響

為探討rTMS對SDF-1α/CXCR4通路的影響，作者在MCAO術(shù)后第7天和第14天通過Western blot分析和實時逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT?PCR）檢測了缺血腦組織中關(guān)鍵信號分子的表達水平。

腦聲常談建立了多個《動物模型構(gòu)建與行為評估》交流群，群內(nèi)分享各種經(jīng)典和前沿的行為范式，共同交流解決動物實驗中遇到的棘手問題，避坑少走彎路！有需要的老師可以掃碼添加微信進入討論群！

結(jié)果：

在兩個時間點，RA組中SDF-1α和CXCR4的蛋白表達水平均顯著低于R組。此外，R組在第7天和第14天的SDF-1α表達水平均顯著高于M組。盡管M組與R組在第7天的CXCR4表達差異不顯著，但在第14天，R組的CXCR4表達明顯高于M組。RT?PCR在兩個時間點也觀察到了各組間相同的趨勢。這些結(jié)果表明，SDF-1α/CXCR4軸可被AMD3100抑制，而rTMS能夠上調(diào)缺血腦組織中SDF-1α和CXCR4的表達水平。

圖三 rTMS對大鼠術(shù)后第1天、第7天和第14天行為表現(xiàn)的影響

為評估rTMS是否能緩解缺血大鼠的神經(jīng)功能障礙，作者采用了改良神經(jīng)功能缺損評分（mNSS）。

結(jié)果：

假手術(shù)組大鼠的mNSS評分為0。接受MCAO手術(shù)的大鼠在缺血后第1天表現(xiàn)出嚴重的神經(jīng)功能缺損。各缺血組大鼠在術(shù)后第1天的評分無明顯差異。與術(shù)后第1天相比，rTMS組在第7天和第14天的mNSS評分均顯著降低。在術(shù)后第14天，R組大鼠的神經(jīng)功能較M組有明顯改善。此外，在第14天，R組與RA組之間也存在顯著差異。另外，M組、RA組和MA組在第7天和第14天的評分差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。這些結(jié)果表明，rTMS能有效減輕MCAO大鼠的神經(jīng)功能缺損，而AMD3100在第14天可完全阻斷rTMS的這一作用。

圖四 rTMS對認知障礙的影響

研究人員通過Morris水迷宮實驗評估大鼠的認知功能，主要觀察找到隱藏平臺的平均時間（逃避潛伏期）以及在空間探索階段60秒內(nèi)穿越原平臺位置的次數(shù)。結(jié)果顯示，所有接受缺血手術(shù)的大鼠（M組、R組和RA組）在訓(xùn)練期間的逃避潛伏期均明顯長于假手術(shù)組，表明存在認知障礙；但在實驗后期，接受10 Hz rTMS治療的R組比未治療的M組和RA組找平臺更快且其表現(xiàn)與假手術(shù)組無顯著差異。在空間探索測試中，假手術(shù)組穿越原平臺位置的次數(shù)最多，R組雖略低于假手術(shù)組，但顯著高于M組和RA組。這些結(jié)果表明，rTMS能有效改善MCAO大鼠的學(xué)習(xí)和空間記憶能力。

本研究具有重要的科學(xué)與臨床意義：首次在活體動物中結(jié)合DTT發(fā)現(xiàn)rTMS可通過激活SDF-1α/CXCR4信號軸減輕缺血性卒中后的白質(zhì)損傷，從而改善PSCI，為闡明rTMS的神經(jīng)修復(fù)機制提供了新證據(jù)。研究整合了MRI、行為學(xué)和分子生物學(xué)等多維度方法，構(gòu)建了從腦結(jié)構(gòu)到分子通路的綜合評估體系，深化了對卒中后腦可塑性的理解。更重要的是，結(jié)果支持rTMS作為一種安全、非侵入性干預(yù)手段在卒中康復(fù)中的應(yīng)用潛力，并提示SDF-1α/CXCR4軸可能是未來促進白質(zhì)修復(fù)和認知恢復(fù)的治療靶點，為開發(fā)精準康復(fù)策略奠定基礎(chǔ)。

文章來源

https://doi.org/10.1002/brb3.71117

腦聲小店基于深度科研洞察，專注為動物實驗提供"簡器械·精實驗"解決方案。我們突破高精設(shè)備局限，開發(fā)手工定制化儀器及配件，通過科研巧思將基礎(chǔ)工具轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實驗方案。產(chǎn)品涵蓋行為學(xué)裝置、操作輔助工具等，使實驗室在保持操作簡效的同時，實現(xiàn)精細化數(shù)據(jù)采集，助力科研人員以創(chuàng)造性思維發(fā)掘簡易儀器的潛在科研價值。