基于神经再生修复策略的药物及电刺激康复治疗手段

摘要

脑卒中等神经系统疾病的关键临床问题之一就是神经再生修复,以及相应的促进功能修复的治疗方法研究。有效的康复治疗能减轻脑损伤患者功能上的残疾,加速康复进程,降低潜在的治疗费用,减轻社会和家庭负担。以脑卒中为例,目前除溶栓外仍缺乏有效的神经保护及再生修复治疗手段,存活患者中有70%~80%的病人不同程度丧失劳动力,其中40%为中度功能障碍,15%~30%为重度残疾,而临床的康复治疗效果受限于现有康复机制、康复理念以及康复治疗技术,亟待寻找有效的脑卒中再生修复治疗靶点和新方法。我们课题组总结十多年的研究工作,针对内源性干细胞再生修复治疗缺血性脑损伤,提出了“神经血管稳态重构”假说:脑卒中等损伤能诱发自体干细胞跃迁增殖,但该反应持续时间较短,增殖逐渐回落到正常水平,不足以修复大脑功能;通过给予外源性药物或电刺激等物理治疗手段增强神经发生、血管新生,以及血脑屏障重构过程,促进神经血管单元稳态恢复,最终达到脑损伤后神经功能修复的作用。在该理论基础上,我们首次发现了单体化合物莫诺苷能显著促进脑卒中后神经发生、血管新生过程,维持血脑屏障完整性并促进微循环网络重构,进而改善缺血侧皮层的神经元功能,最终达到再生修复治疗脑卒中的作用。通过表面等离子共振结合实验和转录组测序,以及体内外基因敲除分子生物学技术研究手段,验证了莫诺苷促内源性神经干细胞增殖、分化为神经元的关键靶点。随着科技的进步,脑机接口、人工智能等为医学发展带来了无限的可能。2018年首都医科大学宣武医院正式成立了中国国际神经科学研究所类脑智能临床转化研究中心,并启动了国际“重拾行走计划”在我国的首个项目。类脑智能中心依托于首都医科大学宣武医院强大的神经学科优势,立足于类脑智能,致力于通过类脑智能的手段研究和解决神经系统相关的疑难问题。以脑电信号分析技术、神经影像技术和深度学习技术为桥梁,寻求在高级脑功能保护、神经血管、癫痫、认知疾病和神经肿瘤等方面的重大原创突破。在这个背景下,我们与神经外科密切合作,开始探索脑深部电刺激对内源性神经干细胞的作用及调控机制,发现了脑深部电刺激小脑齿状核对侧脑室下层神经干细胞增殖分化的调控作用及对缺血性脑损伤神经功能的修复作用,部分研究数据已在Scientific Reports发表。该研究进一步验证了“神经血管稳态重构”假说,并对内源性干细胞治疗脑卒中提供一定的指导意义。而对于老年痴呆、帕金森病等神经退行性疾病,电刺激或许能重新激活大脑内的神经干细胞,配合药物干预和康复训练,给慢性神经系统疾病患者的神经功能再生修复治疗带来希望。