电针调控皮质-纹状体生长抑素神经环路改善脑缺血再灌注大鼠运动功能障碍的机制研究

本刊推荐：为解决缺血性脑卒中后运动功能障碍的临床难题，研究团队通过电针刺激"曲池""足三里"穴，综合运用光遗传学、行为学测试和分子生物学技术，揭示了电针通过调控皮质-纹状体SST神经环路-GABA能系统-DR2-MSNs通路，增强突触可塑性（SYN/PSD95表达上调），显著改善MCAO/R大鼠运动功能的神经机制，为针灸治疗卒中后运动障碍提供了新的科学依据。

　　

脑卒中作为全球致残率最高的神经系统疾病，其引起的运动功能障碍给患者家庭和社会带来沉重负担。缺血性脑卒中导致大脑血流中断，引发神经细胞死亡和神经网络损伤，特别是控制运动的皮质-纹状体环路功能异常，造成患者出现偏瘫、步行障碍等运动缺陷。虽然康复治疗和药物治疗有一定效果，但多数患者仍遗留不同程度的运动功能障碍。电针（Electro-acupuncture, EA）作为传统医学与现代技术结合的治疗手段，在"曲池"（LI11）和"足三里"（ST36）穴位施治已被临床证实能改善卒中后运动功能，但其作用的神经环路机制尚不明确。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）作为中枢神经系统主要抑制性神经递质，在运动调节中发挥关键作用。纹状体作为基底神经节的主要输入核团，包含95%的中型多棘神经元（Medium Spiny Neurons, MSNs）和5%的中间神经元。其中GABA能中间神经元根据分子标记分为表达小清蛋白（Parvalbumin, PV+）、生长抑素（Somatostatin, SST+）和血管活性肠肽（Vasoactive Intestinal Peptide, VIP+）三种亚型。近年研究发现，皮质-纹状体（Cortex-Striatum, CS）GABA能神经环路投射通过调控下游MSNs神经元影响运动活动，特别是CS-SST神经环路在运动调节中扮演重要角色。然而，电针是否通过调控CS-SST神经环路改善卒中后运动功能，以及其下游分子机制，仍有待深入探究。

本研究通过大脑中动脉闭塞/再灌注（Middle Cerebral Artery Occlusion/Reperfusion, MCAO/R）大鼠模型，综合运用神经行为学评估、光遗传学技术、免疫组织化学和Western blot等方法，系统探讨了电针LI11和ST36对运动功能的改善作用及其神经机制。

关键技术方法包括：1）采用Koizumi法建立MCAO/R大鼠模型，通过Longa's神经功能评分和T2WI磁共振成像验证模型成功；2）使用TreadScan步态分析系统和Rotarod测试评估运动功能；3）应用光遗传学技术特异性调控CS-GABA能神经环路的不同神经元亚型（PV+、SST+、VIP+）；4）通过免疫荧光和Western blot检测GABA能系统相关蛋白（GAD67、GAT-1、GABA_A）、多巴胺受体（DR1/DR2-MSNs）和突触可塑性标志物（SYN、PSD95）的表达变化。

EA治疗减轻了MCAO/R后的脑梗死体积并改善了神经功能

通过T2加权成像（T2WI）和改良神经严重程度评分（mNSS）评估发现，电针治疗显著降低了MCAO/R大鼠的脑梗死体积和神经功能缺损评分，表明白针具有神经保护作用。

EA治疗改善了MCAO/R大鼠的运动功能

TreadScan步态分析显示，电针治疗组大鼠运动速度加快，站立时间缩短，步幅长度和平均脚印面积增加。Rotarod测试表明电针组大鼠在旋转杆上的停留时间百分比显著提高，证明电针能有效改善运动协调功能。

EA治疗调节了MCAO/R大鼠缺血皮质M1和纹状体中的GABA能系统

免疫组化和Western blot结果显示，电针治疗上调了GABA合成酶GAD67和GABA_A受体表达，下调了GABA转运蛋白GAT-1表达。同时，电针还增加了PV+、SST+和VIP+三种GABA能中间神经元的表达，表明电针能够促进GABA能系统的功能恢复。

光遗传学刺激不同类型的CS-GABA能神经环路影响MCAO/R大鼠的神经功能和运动功能障碍

通过病毒追踪和光遗传学技术发现，CS-SST神经环路的投射神经元数量最多，且光遗传学激活SST+神经元对运动功能的改善效果最为显著，表明CS-SST神经环路在运动调节中起关键作用。

光遗传学刺激CS-SST神经环路调节EA治疗诱导的MCAO/R大鼠功能恢复

当使用光遗传学技术抑制CS-SST神经环路时，电针改善运动功能的效果被削弱，证明电针的治疗作用至少部分是通过调控CS-SST神经环路实现的。

EA治疗调节了MCAO/R大鼠中DR2-MSNs的表达

免疫荧光结果显示，电针治疗下调了DR2-MSNs的表达，而光遗传抑制CS-SST神经环路则限制了这种下调效应，表明DR2-MSNs可能是CS-SST神经环路的下游靶点。

EA治疗增加了MCAO/R大鼠突触可塑性相关蛋白的表达

电针治疗显著增加了突触蛋白（SYN）和突触后密度蛋白95（PSD95）的表达，而抑制CS-SST神经环路则减弱了这种效应，表明电针可能通过CS-SST神经环路促进突触可塑性。

研究结论与讨论部分指出，电针LI11和ST36通过调控GABA能系统，特别是CS-SST神经环路，下调DR2-MSNs表达，增强突触可塑性（SYN和PSD95表达上调），从而改善MCAO/R大鼠的运动功能障碍。该研究不仅揭示了电针治疗卒中后运动障碍的神经环路机制，还为开发针对CS-SST神经环路的治疗策略提供了新思路。

本研究的重要意义在于：首先，从神经环路水平阐明了电针治疗运动功能障碍的机制，为针灸现代化研究提供了新范式；其次，发现了CS-SST神经环路-DR2-MSNs通路在运动调节中的关键作用，为卒中治疗提供了新的靶点；最后，研究结果支持了电针作为卒中康复辅助治疗方法的科学性和有效性，具有重要的临床转化价值。

研究的局限性包括尚未验证MSNs在缺血侧局部网络中的功能作用，以及未完全阐明CS-PV和CS-VIP神经环路在电针治疗中的作用，这些将是未来研究的方向。