电刺激小脑齿状核对大鼠运动皮层缺血后神经发生的作用

摘要

目的脑卒中是全球死亡和残疾的主要原因,约占全球5%的伤残调整年和10%的死亡率。目前临床上脑卒中的治疗存在有效治疗手段的局限性,除溶栓外仍缺乏有效的神经保护及再生修复治疗手段,且治疗时间窗窄,临床预后改善率低。脑卒中后存活患者不同程度丧失劳动力,其中上肢运动功能障碍在首次脑卒中后生存的患者中占73%~88%,在慢性脑卒中中占到55%~75%。寻找有效的神经再生修复治疗新方法,打破脑卒中治疗的瓶颈,是脑卒中后康复治疗的重点目标,对于最大程度促进患者功能恢复、减轻脑卒中负担有极为重要的意义。脑深部电刺激(DBS)作为一种新型的治疗方法,具有靶点明确、安全、可调等优点,已用于帕金森病、癫痫和肌张力障碍等疾病患者神经功能改善治疗上。但DBS在脑卒中治疗上的应用主要集中在神经疼痛方面,只有很少几个临床试验在研究其他脑卒中后遗症时关注到对运动功能的改善。因此本研究选用了小脑齿状核(LCN)作为DBS的靶点,观察电刺激是否能够激活小脑-丘脑-皮层通路,进而改善局灶性脑缺血大鼠的运动功能;并且观察了电刺激LCN后室管膜下区(SVZ)神经干细胞的增殖和分化情况,以期为脑卒中后的神经再生修复治疗提供新方法。方法采用内皮素-1定点注射诱导大鼠运动皮层缺血,之后在对侧LCN安置刺激电极。术前分别进行面条矩阵任务和水平梯子行走任务训练。其中面条矩阵抓取任务行为学评价,国内尚无相关实验方法报道,使用的动物实验装置为我们自行制备。实验中训练大鼠完成对食物-干面条的抓取任务,通过矩阵对其前肢运动的距离和和方向进行测量,定量和定性评估后前肢运动能力,为脑卒中后感觉-运动神经功能评估提供可靠的新方法。本研究在手术后第8天开始每天8 h的LCNDBS治疗,且每天配合进行15 min面条矩阵抓取训练,治疗持续14 d。尼氏染色计算梗死体积,免疫荧光双标检测SVZ神经发生。结果LCNDBS能有效改善缺血大鼠的神经功能损伤,缩小皮质梗死体积,促进运动功能的恢复。LCNDBS能够显著增加缺血侧和健侧室管膜下区BrdU+Nestin+神经干细胞和BrdU+DCX+成神经细胞的数量,并增加梗死周边BrdU+NeuN+的数量。还对脑卒中后第29天开始LCNDBS治疗大鼠的神经发生情况进行了检测,发现LCNDBS能够显著增加缺血侧和健侧室管膜下区BrdU+DCX+成神经细胞的数量,以及梗死周边BrdU+NeuN+的数量。结论LCNDBS促进神经功能恢复的机制可能与内源性神经干细胞增殖和分化相关。