“化疗脑”的无创治疗

麻省理工学院的研究人员发现，一种非侵入性治疗可能有助于对抗化疗患者经常出现的“化疗脑”损伤:暴露在频率为40赫兹的光和声音中，可以保护小鼠的脑细胞免受化疗引起的损伤。

　　

接受化疗的患者经常会经历认知方面的影响，比如记忆障碍和注意力难以集中——这种情况通常被称为“化疗脑”。

麻省理工学院的研究人员现在已经表明，一种刺激伽马频率脑电波的非侵入性治疗可能有望治疗化疗脑。在一项对小鼠的研究中，他们发现，每天暴露在频率为40赫兹的光和声音中，可以保护脑细胞免受化疗引起的损伤。这种治疗还有助于防止记忆丧失和其他认知功能的损害。

研究人员说，这种疗法最初是作为治疗阿尔茨海默病的一种方法而开发的，似乎具有广泛的效果，可以帮助治疗各种神经系统疾病。

“这种治疗可以减少DNA损伤，减少炎症，并增加少突胶质细胞的数量，少突胶质细胞是在轴突周围产生髓磷脂的细胞，”麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所所长、麻省理工学院脑与认知科学系皮考尔教授Li-Huei Tsai说。“我们还发现，这种治疗方法改善了动物的学习和记忆，增强了它们的执行功能。”

蔡是这项新研究的资深作者，该研究今天发表在《科学转化医学》杂志上。该论文的第一作者是麻省理工学院博士后TaeHyun Kim。

保护性脑电波

几年前，Tsai和她的同事开始探索使用40赫兹(每秒周期)的闪烁光来改善阿尔茨海默病的认知症状。先前的研究表明，阿尔茨海默氏症患者的伽马振荡受损，伽马振荡是一种范围在25到80赫兹(每秒周期)之间的脑电波，据信与注意力、感知和记忆等大脑功能有关。

Tsai在小鼠身上的研究发现，暴露在40赫兹闪烁的光或40赫兹的声音中，可以刺激大脑中的伽马波，这有许多保护作用，包括防止淀粉样蛋白斑块的形成。光和声音的结合可以提供更有效的保护。这种疗法在人类身上似乎也很有前景:在早期阿尔茨海默病患者身上进行的第一阶段临床试验发现，这种疗法是安全的，而且确实对神经和行为有一些好处。

在这项新研究中，研究人员开始研究这种治疗是否也能抵消化疗对认知的影响。研究表明，这些药物会引起大脑炎症，以及其他有害影响，如白质的丧失——白质是帮助大脑不同部分相互沟通的神经纤维网络。化疗药物也会促进髓磷脂的流失，髓磷脂是一种保护性的脂肪涂层，它允许神经元传播电信号。在阿尔茨海默氏症患者的大脑中也可以看到许多这些影响。

“化疗脑引起了我们的注意，因为它非常普遍，而且有相当多的研究是关于化疗后大脑是什么样子的，从我们之前的工作中，我们知道这种伽马感觉刺激具有抗炎作用，所以我们决定使用化疗脑模型来测试感觉伽马刺激是否有益。”

作为实验模型，研究人员使用了给予顺铂的小鼠，顺铂是一种经常用于治疗睾丸、卵巢和其他癌症的化疗药物。小鼠服用顺铂5天，然后停药5天，然后再停药5天。一组只接受化疗，而另一组每天也接受40赫兹的光和声治疗。

三周后，接受顺铂而非伽马治疗的小鼠表现出许多化疗预期的效果:脑容量缩小、DNA损伤、脱髓鞘和炎症。这些小鼠的少突胶质细胞数量也减少了，少突胶质细胞是负责产生髓磷脂的脑细胞。

然而，接受伽玛治疗和顺铂治疗的小鼠在所有这些症状上都有显著的减轻。伽马疗法对行为也有有益的影响:接受治疗的老鼠在旨在测量记忆和执行功能的测试中表现得更好。

“一种基本机制”

通过单细胞RNA测序，研究人员分析了接受伽玛治疗的小鼠的基因表达变化。他们发现，在这些小鼠中，与炎症相关的基因和触发细胞死亡的基因被抑制了，尤其是在负责产生髓磷脂的少突胶质细胞中。

在接受伽玛治疗和顺铂治疗的小鼠中，一些有益的效果在4个月后仍然可以看到。然而，如果在化疗结束后三个月开始，伽马治疗的效果要差得多。

研究人员还表明，伽马治疗改善了接受另一种化疗药物甲氨蝶呤(methotrexate)治疗的小鼠的化疗脑症状。甲氨蝶呤用于治疗乳腺癌、肺癌和其他类型的癌症。

“我认为这是改善髓鞘形成和促进少突胶质细胞完整性的一个非常基本的机制。似乎这并不局限于诱导脱髓鞘的药物，无论是化疗还是其他脱髓鞘的来源，”Tsai说。

由于其广泛的影响，蔡的实验室也在其他神经系统疾病的小鼠模型中测试伽马治疗，包括帕金森病和多发性硬化症。由Tsai和麻省理工学院教授Edward Boyden创立的Cognito Therapeutics公司已经完成了对阿尔茨海默病患者进行伽马治疗的第二阶段试验，并计划在今年开始第三阶段试验。

“就临床应用而言，我的实验室现在主要关注的是阿尔茨海默病;但希望我们也能在其他一些迹象上测试这种方法，”Tsai说。