光基因技术刺激小脑外侧核促进卒中后功能恢复
【Ref: Shah AM, et al. Sci Rep. 2017 Jun 1;7:46612. doi: 10.1038/srep46612.】
卒中可导致脑网络的广泛变化，影响周围和远处联系区域的细胞兴奋性。脑刺激是一种新兴的神经修复技术，可通过改变靶区神经元的活性来改善卒中患者的预后。然而，刺激靶区的所有细胞，包括神经元、胶质细胞、内皮细胞和少突胶质细胞等，均可起激活或抑制作用。因此，刺激神经元或非神经元，是否能产生有效的激活或抑制作用？仍不明确。同时，对刺激脑回路所起的影响也不清楚。近期，美国斯坦福大学医学院神经外科和斯坦福卒中中心的Aatman M. Shah等在动物卒中模型上，采用光基因神经元刺激（optogenetic neuronal stimulation）技术选择性干预小脑外侧核（lateral cerebellar nucleus，LCN），观察其对动物神经功能恢复的影响，结果发表在2017年6月的《Sci Rep》在线。
该研究每次实验均采用18只10-12周年龄的Thy1-ChR2-YFP系列转基因雄性大鼠，通过闭塞左侧大脑中动脉M1段建立左大脑梗死模型。应用立体定向手术将光纤植入到对侧小脑外侧核（contralesional LCN，cLCN）。18只cLCN短期刺激组的实验鼠在卒中后5-14天，每天接受3个长达1分钟的光刺激，每次间隔三分钟。18只cLCN长期组的实验鼠在卒中后5-28天，每天接受光刺激，方法相同。脑刺激涉及的神经传导通路为齿状核-丘脑-皮质通路（图1）。利用旋转梁实验检测卒中后的神经功能缺损状况。短期组大鼠在卒中后15天和长期组大鼠在卒中后29天时，取大脑进行免疫荧光染色，利用NIH Image J计算大脑梗死区大小。并检测磷酸化环腺苷酸反应序列结合蛋白（pCREB）的表达。
图1. 脑刺激靶区及其通路示意图。lateral cerebellar nucleus，小脑外侧核；ventrolateral thalamus，腹外侧丘脑；motor & premotor cortices, 运动/前运动皮质。
研究结果显示，cLCN刺激组的pCREB高表达表明刺激对侧LCN可激活神经元。通过旋转梁实验证明持续重复的LCN刺激可以促使实验鼠神经功能恢复。停止刺激后，实验鼠在第14天仍可以保持康复状态，证实刺激的效果是永久的。同时western-blot实验证实LCN刺激可降低健侧感觉皮质的轴突生长蛋白GAP43的表达。总之，LCN的泛神经元刺激足以对卒中后动物模型产生强大的、持续的神经修复促进作用，提示脑刺激具有临床治疗前景。
（Tim编译，江苏省常熟市第一人民医院刘创宏审校，《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审）
