重复经前额叶经颅直流电刺激（tDCS）改善 Tg2576 小鼠阿尔茨海默病样症状的研究

阿尔茨海默病（AD）的治疗面临挑战，为探究新疗法，研究人员开展前额叶经颅直流电刺激（tDCS）在 Tg2576 小鼠模型中的研究。结果发现 tDCS 可激活腹侧被盖区（VTA）多巴胺能神经元，改善相关症状。研究成果发表在《Alzheimer's Research & Therapy》杂志上。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease，AD）作为 21 世纪极具破坏性的神经退行性疾病，严重影响患者生活质量，也给家庭和社会带来沉重负担。目前，AD 的治疗手段十分有限，现有的药物治疗大多只能缓解症状，无法有效阻止疾病的进展。而且，AD 的病理机制极为复杂，涉及多种神经递质系统的异常，这使得开发针对性的治疗方法困难重重。在众多与 AD 相关的神经递质系统中，多巴胺能中脑边缘皮质回路备受关注。该回路起源于腹侧被盖区（Ventral Tegmental Area，VTA），广泛投射到多个脑区，其功能异常与 AD 的发病机制紧密相连，从疾病的前驱阶段就开始发挥作用 。临床研究表明，VTA 的体积和连接性与健康个体的海马功能和记忆表现密切相关，而在 AD 患者中，这种关系被显著破坏。此外，多巴胺能功能障碍不仅会导致认知障碍，还会引发一系列神经精神症状（Neuropsychiatric symptoms，NPS），进一步加重患者的病情和护理负担。因此，寻找能够有效调节 VTA 功能、改善多巴胺能信号传递的治疗方法，成为攻克 AD 的关键。

在此背景下，来自意大利多家研究机构（Università Campus Bio-Medico Di Roma、IRCCS Santa Lucia Foundation、IRCCS Neuromed 等）的研究人员开展了一项关于前额叶经颅直流电刺激（transcranial Direct Current Stimulation，tDCS）在 Tg2576 小鼠 AD 模型中作用的研究。他们发现，前额叶 tDCS 能够选择性激活 VTA 中剩余的多巴胺能神经元，增强多巴胺（Dopamine，DA）的释放，改善突触可塑性、认知和非认知行为，减轻神经炎症和淀粉样蛋白病理，为 AD 的治疗提供了新的思路和潜在的治疗策略。该研究成果发表在《Alzheimer's Research & Therapy》杂志上。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下几种关键技术方法：

1. 动物实验：选用 7 月龄和 12 月龄的 Tg2576 小鼠及野生型（Wild-Type，WT）同窝小鼠，通过手术在小鼠前额叶植入颅骨套管，之后对小鼠进行分组，分别给予 tDCS 或假刺激处理。

2. 体内微透析和超高效液相色谱（Ultra-Performance Liquid Chromatography，UPLC）：在 tDCS 处理结束后，通过在小鼠海马区植入微透析探针，收集透析液样本，利用 UPLC 系统检测海马区 DA 和去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）的水平。

3. 行为学测试：在 tDCS 处理完成 2 天后，对小鼠进行多种行为学测试，如旷场实验、新物体识别实验（Novel Object Recognition，NOR）和悬尾实验（Tail Suspension Test，TST），以评估小鼠的运动活性、认知功能和抑郁样状态。

4. 免疫荧光：实验结束后，对小鼠进行心脏灌注固定，取脑制作冠状切片，通过免疫荧光染色，使用特定的抗体标记相关蛋白，观察和分析神经元的激活情况、多巴胺转运体（Dopamine transporter，DAT）的表达、淀粉样 β 蛋白（Amyloid-β，Aβ）斑块的沉积以及小胶质细胞的形态和数量变化。

研究结果如下：

1. 前额叶 tDCS 激活 VTA 的 DA 神经元并增强 DA 释放：研究人员通过免疫荧光分析发现，7 月龄的 Tg2576 小鼠在接受单次前额叶 tDCS 刺激 1 小时后，VTA 中 c-Fos⁺/TH⁺神经元的数量显著增加，表明 tDCS 能有效激活 VTA 的 DA 神经元；而在蓝斑（Locus Coeruleus，LC）中，激活神经元的数量未发生变化。通过体内微透析检测发现，经过两周的 tDCS 处理后，Tg2576 小鼠海马区的 DA 流出量显著增加，而 WT 小鼠无明显变化，且所有实验组小鼠海马区的 NE 水平均未受影响。这证明前额叶 tDCS 能通过激活 VTA 的 DA 神经元，增加 Tg2576 小鼠海马区的 DA 释放。

2. 前额叶 tDCS 恢复 Tg2576 小鼠 CA3-CA1 突触的可塑性：电生理实验结果显示，7 月龄的 Tg Sham 小鼠与 WT Sham 小鼠相比，CA3-CA1 长时程增强（Long-Term Potentiation，LTP）存在显著损伤。而接受前额叶 tDCS 处理的 Tg tDCS 小鼠，其 LTP 得到了完全恢复，达到了与 WT Sham 小鼠相似的水平。这表明前额叶 tDCS 能够改善 Tg2576 小鼠海马区的突触功能，恢复其受损的突触可塑性。

3. 前额叶 tDCS 恢复 Tg2576 小鼠的认知和非认知缺陷：在新物体识别实验中，7 月龄的 Tg Sham 小鼠在测试阶段对新物体和熟悉物体的探索时间无明显差异，存在识别记忆障碍；而 Tg tDCS 小鼠的表现与 WT 小鼠相似，对新物体的探索时间显著增加，表明其识别记忆得到了恢复。在旷场实验中，Tg Sham 小鼠的运动活性明显高于 WT 小鼠，而 tDCS 处理使 Tg 小鼠的运动行为恢复正常。在悬尾实验中，Tg Sham 小鼠与 WT 小鼠相比，被动和主动行为无明显差异，但 Tg tDCS 小鼠的不动时间显著减少，主动运动增加。此外，研究还发现，Tg Sham 小鼠伏隔核（Nucleus Accumbens，NAc）核心和壳区域的 DAT 水平明显低于 WT 小鼠，而 tDCS 处理可使 Tg tDCS 小鼠 NAc 区域的 DAT 水平升高。这些结果表明，前额叶 tDCS 能够改善 Tg2576 小鼠的认知和非认知功能。

4. 前额叶 tDCS 减轻 Tg2576 小鼠的神经炎症和 Aβ 斑块积累：免疫荧光和立体学分析结果显示，7 月龄的 Tg Sham 小鼠海马区的 Iba1⁺小胶质细胞数量增加，形态呈现出反应性改变，而 tDCS 处理显著减少了 Tg tDCS 小鼠海马区的 Iba1⁺小胶质细胞数量，并使其形态向非反应性表型转变。在 12 月龄的 Tg2576 小鼠中，tDCS 同样有效减轻了海马区小胶质细胞介导的神经炎症，减少了 Iba1⁺细胞数量，降低了小胶质细胞的体细胞面积和分支复杂性。此外，12 月龄的 Tg tDCS 小鼠海马区的 Aβ 斑块数量明显少于 Tg Sham 小鼠，而斑块大小未发生变化，但 7 月龄时两组小鼠的细胞内 Aβ 水平无差异。这表明前额叶 tDCS 能够减轻 Tg2576 小鼠的神经炎症，减少 Aβ 斑块的沉积。

综上所述，该研究表明前额叶 tDCS 在 AD 治疗中具有多方面的潜在价值。它能够通过激活 VTA 的 DA 神经元，增强 DA 信号传递，改善突触可塑性、认知和非认知行为，减轻神经炎症和 Aβ 斑块积累。这一研究结果为 AD 的治疗提供了新的方向，即通过非侵入性的神经调节技术来改善 AD 患者的症状，提高生活质量。然而，研究也存在一定的局限性，如 Tg2576 小鼠模型不能完全模拟人类 AD 的复杂性，研究结果在临床应用中的有效性和安全性还需要进一步验证。未来的研究需要在更多的临床前模型和临床试验中进行深入探索，优化 tDCS 的刺激方案，以实现其在 AD 治疗中的临床转化。