间歇性θ波爆发刺激通过调控NAAG抑制铁死亡改善缺血性脑卒中神经功能的机制研究

本研究针对缺血性脑卒中后铁死亡（ferroptosis）导致的神经损伤难题，首次揭示间歇性θ波爆发刺激（iTBS）通过上调N-乙酰天冬氨酰谷氨酸（NAAG）、抑制其限速酶FOLH1/GCPII，调节谷氨酸代谢和GSH抗氧化系统，显著改善MCAO大鼠运动协调和认知功能。该发现为卒中后认知障碍（PSCI）提供了新型非药物干预靶点，论文发表于《Brain Research》。

　　

缺血性脑卒中作为全球致残率最高的脑血管疾病，其核心病理机制——铁死亡（ferroptosis）近年来备受关注。这种铁依赖性的细胞死亡形式以脂质过氧化堆积和线粒体损伤为特征，是导致神经细胞不可逆损伤的关键推手。尽管现有治疗手段如静脉溶栓能恢复血流，却无法有效阻断铁死亡引发的二次损伤。更棘手的是，约40%的幸存者会发展为卒中后认知障碍（PSCI），但针对性的神经保护策略仍属空白。

徐州医科大学附属医院的研究团队独辟蹊径，将目光投向非侵入性神经调控技术——间歇性θ波爆发刺激（iTBS）。这种通过50Hz高频磁脉冲调节皮层神经元活性的方法，虽在抑郁症治疗中显效，但其对卒中后铁死亡的调控机制仍是未解之谜。研究人员通过构建大鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型，结合代谢组学、蛋白质组学和细胞实验，首次揭示iTBS通过"NAAG-FOLH1-谷氨酸"轴抑制铁死亡的全新机制。相关成果发表于《Brain Research》，为卒中康复提供了原创性治疗靶点。

研究采用多模态技术体系：通过MCAO模型模拟临床缺血再灌注损伤，以TTC染色评估梗死体积；采用Morris水迷宫和平衡木测试评估神经功能；利用Western blot检测GPX4、ACSL4等铁死亡标志物；结合透射电镜观察线粒体超微结构；创新性采用代谢组学筛选出关键代谢物NAAG及其限速酶FOLH1；最后通过氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）细胞模型验证NAAG的神经保护作用。

研究结果部分呈现了系统性发现：

3.1 iTBS改善脑损伤及运动功能
TTC染色显示iTBS使梗死体积缩小42.7%，改良神经功能缺损评分（mNSS）显著降低。平衡木通过时间从28.3秒缩短至16.5秒，转棒测试停留时间延长2.3倍。水迷宫实验表明治疗组平台穿越次数增加3.8倍，证实iTBS对空间记忆的改善作用。

3.2 神经元修复与突触可塑性增强
免疫荧光显示iTBS组NeuN⁺神经元数量恢复至 sham组的81.5%。Western blot检测发现突触后密度蛋白95（PSD95）和突触素（SYN）表达分别上调2.1倍和1.8倍，提示突触重构增强。

3.3 铁死亡抑制机制
关键发现包括：GPX4蛋白表达提升2.4倍，而铁死亡促进因子ACSL4、TFRC下降60%-70%；丙二醛（MDA）含量降低58%，同时超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）水平分别升高1.9倍和2.3倍；皮质铁离子浓度下降64%。电镜显示iTBS组线粒体嵴结构完整，肿胀比例从67%降至22%。

3.4 代谢组学锁定NAAG-FOLH1轴
通过PCA分析筛选出32个差异代谢物，其中NAAG表达变化最显著（iTBS组较MCAO组升高3.2倍）。KEGG通路分析将其关联至谷氨酸代谢通路，并锁定其水解酶FOLH1（又称GCPII）。蛋白质组学证实iTBS使FOLH1表达降低61%，其转录因子OLIG1下调55%。

3.5 细胞水平验证
在OGD/R模型中，5μM NAAG处理使HT22细胞存活率提升至83.2%，20μM FOLH1抑制剂2-PMPA使GPX4表达增加2.1倍。关键的是，两种处理均使谷氨酸浓度下降72%，逆转了线粒体肿胀现象。

这项研究开创性地揭示了iTBS通过"上调NAAG-抑制FOLH1-减少谷氨酸毒性-增强GSH抗氧化"级联反应抑制铁死亡的分子通路。特别值得注意的是，iTBS对NAAG的双向调节作用：既增加内源性NAAG合成，又通过抑制FOLH1减少其分解，这种"开源节流"机制为神经保护提供了新思路。在转化医学层面，研究首次证实非侵入性物理刺激可精准调控脑内神经肽代谢，为卒中康复器械的研发奠定了理论基础。临床意义上，该发现不仅适用于PSCI，对阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗也有启示价值。未来研究可进一步探索iTBS参数优化及NAAG类似物的药物开发，推动卒中治疗进入"靶向铁死亡"的新阶段。