编辑推荐：
脊髓损伤（SCI）治疗面临诸多难题，为此研究人员开展经颅磁刺激（TMS）对 SCI 大鼠运动功能影响的研究。结果显示，高频重复经颅磁刺激（HF-rTMS）可改善运动功能，该研究为 SCI 临床治疗提供理论支持。
脊髓损伤是一种常见的致残性疾病，每年全球新增病例众多，中国也有大量患者。目前，针对脊髓损伤的治疗手段多样，像细胞移植、神经保护药物治疗以及组织工程技术等。然而，这些方法在临床应用中却困难重重，免疫排斥、严重不良反应和多种并发症等问题限制了它们的疗效。而且，许多治疗只关注脊髓损伤部位，却忽略了与脊髓在功能和结构上紧密相连的大脑。研究发现，脊髓损伤初期，大脑会出现灰质萎缩以及皮质脊髓束脱髓鞘改变，这些大脑结构的变化可能阻碍了运动功能的恢复，也使得现有治疗效果大打折扣。
在这样的背景下，为了探寻更有效的治疗方法，安徽医科大学的研究人员开展了一项关于经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）对脊髓损伤大鼠运动功能影响的研究。该研究成果发表在《Brain Research Bulletin》上，为脊髓损伤的治疗带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从 Gene Expression Omnibus（GEO）数据库选取脊髓损伤患者外周血血清的高通量测序数据集进行生物信息学分析，以此确定脊髓损伤病理过程中的关键基因。然后，运用改良 Allen's 法构建脊髓损伤大鼠模型，并将大鼠随机分为对照组、脊髓损伤组和脊髓损伤 + rTMS 组。对脊髓损伤 + rTMS 组大鼠，在建模后第二天开始进行高频重复经颅磁刺激（High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation，HF-rTMS）干预，持续 56 天。实验过程中，通过 Western blotting、免疫荧光染色、ELISA 测定、Evans Blue（EB）染色、运动诱发电位（Motor-Evoked Potentials，MEP）评估、Basso, Beattie, and Bresnahan（BBB）评分以及苏木精 - 伊红（Hematoxylin and Eosin，HE）染色等多种实验技术，从分子、细胞和组织水平全面检测相关指标，以探究 HF-rTMS 对脊髓损伤大鼠的治疗效果及潜在机制。
研究结果如下：
- 关键基因在脊髓损伤患者血清中的表达：通过生物信息学分析，在脊髓损伤患者血清样本中发现基质金属蛋白酶 9（MMP9）、白细胞介素 - 1β（IL-1β）和白细胞介素 - 18（IL-18）等基因的表达水平升高，且这些基因主要富集在炎症相关信号通路中，推测它们在脊髓损伤后的病理过程中起重要作用。
- HF-rTMS 对血脊髓屏障和炎症反应的影响：Western blotting 结果显示，HF-rTMS 降低了脊髓损伤组织中 active-MMP9/pro-MMP9、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、IL-1β 和 IL-18 蛋白的表达，同时增加了 β- 肌营养不良蛋白聚糖（β-DG）、闭合蛋白（Occludin）、紧密连接蛋白 5（Claudin-5）和闭锁小带蛋白 1（ZO-1）的表达。免疫荧光染色进一步表明，HF-rTMS 减少了 MMP9 阳性细胞，增加了 Occludin、Claudin-5 和 ZO-1 阳性细胞。EB 染色显示 HF-rTMS 降低了损伤后血脊髓屏障（Blood-Spinal Cord Barrier，BSCB）的通透性，ELISA 结果表明其降低了血清中促炎细胞因子的水平。这些结果说明 HF-rTMS 可减轻血脊髓屏障破坏，减少炎症反应。
- 对运动功能和脊髓组织损伤的影响：MEP 评估、HE 染色和 BBB 评分结果表明，HF-rTMS 缩短了 MEP 潜伏期，增强了 MEP 幅度，减轻了脊髓损伤，改善了运动功能。不过，在恢复早期，HF-rTMS 的效果有限，随着干预时间延长，运动功能恢复逐渐增强。
研究结论和讨论部分指出，HF-rTMS 可能通过抑制 MMP9 激活，保护紧密连接蛋白，减少基底膜破坏，维持血脊髓屏障完整性；同时减轻促炎细胞因子诱导的炎症反应，从而减少脊髓组织损伤，促进脊髓损伤后的运动功能恢复。然而，该研究也存在一些局限性，如缺乏抑制剂组，无法排除其他相关信号通路的干扰；未使用雄性大鼠，不能排除性别对实验结果的影响。尽管如此，这项研究依然为脊髓损伤的临床治疗提供了重要的理论支持，为未来进一步研究指明了方向，有望推动脊髓损伤治疗领域的发展，让更多患者受益。
