血管活性神经肽失调：血管性认知障碍中微血管功能障碍的新机制

《Alzheimers & Dementia》：Vasoactive neuropeptide dysregulation: A novel mechanism of microvascular dysfunction in vascular cognitive impairment

血管认知障碍（VCI）的病理机制涉及神经肽失调和微血管损伤，但具体关联仍不明确。本研究通过慢性脑缺血（CCH）大鼠模型，结合蛋白质组学、行为学及分子生物学分析，揭示CGRP和内皮素-1（ET-1）的失衡是微血管收缩的核心机制，且小血管收缩早于认知衰退，并驱动血管 amyloid沉积。CGRP补充显著改善认知及微血管功能，证实其治疗潜力。

　　这项研究揭示了慢性脑灌注不足（CCH）导致血管性认知障碍（VCI）的潜在机制，重点探讨了神经肽与微血管功能障碍之间的关系。研究通过使用双侧颈总动脉结扎（2VO）诱导的啮齿类动物模型，对不同阶段的CCH进行分析，旨在识别与认知功能下降密切相关的分子机制。研究结果表明，CCH的病理过程主要由神经肽的异常调控驱动，其中微血管收缩是早期且持续存在的关键事件，进而引发一系列微血管和非微血管功能障碍。这一发现为VCI和阿尔茨海默病（AD）的治疗提供了新的思路。

### 研究背景与意义

血管性认知障碍是认知功能下降的第二大常见原因，然而，目前针对该疾病的治疗策略仍不明确。慢性脑灌注不足是VCI及多种神经退行性疾病的重要诱因之一，包括阿尔茨海默病。尽管已有多种干预手段尝试治疗CCH相关的病理过程，但多数未能在临床上取得显著效果，这可能与疾病的异质性和不同严重程度有关。自主神经系统（ANS）功能障碍是CCH的早期驱动因素之一，表现为反复的脑灌注不足事件，而这些事件可能通过ANS调控的神经肽失衡来实现。临床观察显示，ANS功能障碍与认知衰退的严重程度密切相关，并可能加速疾病进展，从而增加痴呆的风险。这些发现提示，神经肽失衡在VCI和AD的病理发展中具有重要作用。在阿尔茨海默病中，神经肽的异常与痴呆的发生和发展密切相关，而在临床VCI病例中，神经肽的失衡也已出现。此外，神经肽被提出为多种痴呆亚型的潜在认知功能异常生物标志物。

然而，尽管已有大量研究探讨了神经肽在CCH中的作用，但尚未明确哪一种神经肽在病理过程中起主导作用。此外，虽然多种神经肽已被研究，但它们在CCH中的具体病理贡献仍需进一步澄清。本研究旨在填补这一知识空白，通过系统分析不同阶段CCH的神经肽及非神经肽标记物，揭示其与认知功能变化之间的关系。

### 研究方法与实验设计

本研究采用了一种综合方法，结合蛋白质组学分析、行为学测试和组织病理学评估，以全面理解CCH的病理机制。研究对象为健康的雄性Sprague–Dawley大鼠，总共有159只。实验分为四个队列，分别用于评估CCH的早期、中期和晚期阶段，以及进行不同干预措施的测试。例如，第四个队列包含48只大鼠，其中12只被训练进行潜水反射（DR）以增强内源性CGRP水平，而其余36只则用于比较不同干预组之间的变化。

实验过程中，所有动物均接受严格的伦理审查，并按照标准的动物实验操作指南进行处理。认知功能评估包括新型物体识别测试（NOR）和Y型迷宫测试（Y-maze），分别用于评估短期记忆和长期空间记忆功能。这些测试在实验开始前定期进行，以确保数据的准确性。在组织处理方面，采用液氮快速冷冻和冷PBS灌注的方法，以减少组织损伤并确保蛋白表达的稳定性。

为了分析神经肽和非神经肽标记物的表达变化，研究采用了蛋白质组学技术，包括液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析。通过计算不同组之间的蛋白表达差异，研究确定了哪些蛋白在CCH中显著变化。同时，采用蛋白质相互作用网络（PPI）和功能富集分析，进一步探索这些蛋白之间的关系。

### 研究结果与发现

#### 蛋白质组学分析揭示关键病理机制

在晚期CCH阶段（6周后），通过蛋白质组学分析，研究发现微血管功能障碍是CCH的主要病理机制。微血管收缩是最早且最持久的事件，引发了微血管和非微血管功能障碍的连锁反应。神经肽的异常调控被认为是这一过程的关键驱动因素。研究还发现，CGRP补充不仅有效防止了微血管收缩，还显著改善了CCH大鼠的认知功能。

#### 微血管功能障碍与认知功能的显著相关性

研究进一步探讨了微血管功能障碍与认知功能之间的关系。通过免疫荧光分析和行为学测试，研究发现微血管收缩与认知功能下降之间存在显著的正相关。在CA1区和海马裂隙区域，微血管收缩与短期记忆功能障碍（如新型物体识别测试）和长期空间记忆功能障碍（如Y型迷宫测试）均显示出紧密联系。这些发现表明，微血管功能障碍可能是CCH导致认知功能下降的核心因素。

#### 神经肽的失衡与微血管功能障碍的关系

研究还分析了CCH不同阶段的神经肽表达变化。结果显示，CCH导致了多种神经肽的异常调控，其中促血管收缩的神经肽如内皮素-1和血管加压素显著上调，而促血管舒张的神经肽如CGRP则显著下调。CGRP的下调与微血管收缩和认知功能下降之间存在显著的正相关，提示CGRP在维持正常血管功能和认知状态中的重要作用。

#### 与非神经肽标记物的比较

相比之下，非神经肽标记物如氧化应激和神经炎症的表达变化仅在CCH的中期和晚期阶段才明显，且与认知功能下降的相关性较弱。这表明，神经肽失衡可能是CCH导致认知功能下降的首要机制，而非神经肽相关的变化可能是其后续的继发性反应。

### 讨论与机制分析

研究强调了神经肽在CCH病理机制中的核心作用。特别是，CGRP的补充显著改善了大鼠的认知功能，提示其在治疗CCH相关认知障碍中的潜力。通过分析不同干预措施的效果，研究发现内源性CGRP的增强（如通过潜水反射）比外源性补充更有效，这可能是因为内源性方法能够同时调节多种神经肽，从而更全面地恢复神经血管稳态。

此外，研究指出，微血管功能障碍在CCH的发展过程中起着启动作用，而神经肽的失衡可能是这一过程的中心环节。通过深入探讨微血管收缩与血管淀粉样蛋白沉积之间的关系，研究发现微血管收缩不仅促进了淀粉样蛋白的沉积，还可能作为淀粉样蛋白积累的驱动力。这种病理过程在临床和动物模型中均有所体现，尤其是在低血管密度区域如海马中尤为显著。

### 研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了重要的见解，但仍存在一些局限性。例如，认知功能的评估主要依赖于新型物体识别测试和Y型迷宫测试，这些方法可能无法完全反映认知障碍的复杂性。因此，未来研究可以考虑引入更多样化的认知测试，如莫里斯水迷宫等，以更全面地评估认知功能的变化。此外，尽管研究分析了13种神经肽，但可能仍有其他相关神经肽未被涵盖。因此，未来需要更大规模的实验和更全面的肽组学分析来进一步验证这些发现。

在组织处理方面，虽然研究通过多种免疫荧光标记物确认了微血管收缩的存在，但仍然可能存在组织处理过程中引入的变形伪影。因此，未来研究可以考虑采用更高分辨率的磁共振血管造影（MRA）和靶向MRI探针，以验证这些发现的准确性。

### 结论

综上所述，本研究揭示了慢性脑灌注不足中神经肽失衡是微血管收缩的主要驱动因素，从而导致认知功能的下降。微血管收缩和血管淀粉样蛋白沉积共同作用，通过病理反馈机制引发广泛的微血管功能障碍和非微血管病理变化，最终导致认知障碍。CGRP的补充显著改善了大鼠的认知功能，表明其在治疗CCH相关认知障碍中的潜力。未来研究应进一步探索神经肽在微血管功能障碍中的具体作用机制，并开发针对这一机制的新型治疗策略。