鼻咽部感觉刺激对脑干-皮层功能连接及循环蛋白质组谱的影响：一项多中心前瞻性干预研究

《Brain Research Bulletin》：Epipharyngeal sensory stimulation is associated with changes in brainstem-cortical functional connectivity and circulating proteomic profiles

　　

鼻咽部感觉刺激与脑干-皮层功能连接及循环蛋白质组谱变化相关；鼻咽部刺激改变了脑干-胼胝体下/内侧额叶连接；对照分析显示刺激特异性右侧颞叶连接变化；基因集富集分析（gene set enrichment analysis, GSEA）揭示RNA、翻译和细胞外基质通路的富集；研究结果将鼻咽部刺激与中枢和外周反应联系起来。

Sakatani等开展的多中心前瞻性干预研究针对鼻咽部感觉刺激是否可经颅感觉传入-脑干通路引起中枢神经网络和外周分子反应这一尚不清楚的问题。背景上，神经刺激已用于调节自主和神经免疫功能，迷走神经刺激在慢性炎症和自身免疫病中显示治疗潜力；三叉神经等颅感觉传入刺激可调动脑干网络并调节中枢、自主和炎症反应。慢性鼻咽炎为鼻咽黏膜持续炎症，除局部症状外还伴疲劳、头痛、睡眠障碍、直立性调节异常和自主神经症状。鼻咽黏膜接受三叉神经和舌咽神经等颅感觉传入支配，传入投射至脑干感觉区并与自主调节回路相互作用，为鼻咽部刺激影响更广泛神经网络提供解剖基础。鼻咽部擦刷疗法（epipharyngeal abrasive therapy, EAT）通过棉签蘸氯化锌溶液机械擦刷鼻咽黏膜，临床用于慢性鼻咽炎，并可改善自主和功能性躯体症状；分子研究显示EAT后局部炎症和免疫反应变化。但人类鼻咽部刺激对功能脑网络的影响直接研究少，且中枢神经反应是否伴随系统分子变化未探索。因此研究人员用静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）研究EAT后脑功能连接（functional connectivity, FC）变化，并用血浆蛋白质组学评估系统分子反应，旨在探讨鼻咽部机械和化学刺激是否与协调的中枢神经和外周分子反应相关。

研究方法概括如下：研究为多中心前瞻性干预研究，健康成人志愿者来自Hokkaido University Hospital和Wakayama Medical University。Protocol A中29名完成5次EAT（7天间隔）及3次rs-fMRI（首次EAT前、首次EAT后约10 min、第28天），采用3.0 T MRI、CONN/SPM12预处理、全脑干种子-体素FC和重复测量方差分析（analysis of variance, ANOVA）；16名完成Protocol B无EAT对照，行2×2重复测量ANOVA检验Condition×Time交互；8名首次EAT前约2 h与后约2 h配对血浆行SomaScan? 11K Assay，limma差异蛋白分析和GSEA（基因本体（Gene Ontology, GO）、Reactome）。

结果部分：3.1 鼻咽部刺激后脑干功能连接变化。对29名完成三次MRI者行全脑干种子-体素重复测量ANOVA，发现胼胝体下皮层延伸至内侧额叶皮层显著簇；事后比较第二次（EAT后约10 min）较第一次显著增高，第三较第一、第二较第三无显著簇；表明纵向效应主要由EAT后即刻变化驱动。3.2 对照受试者内分析识别鼻咽部刺激特异性功能连接变化。16名完成A和B者，2×2重复测量ANOVA显示脑干种子与右侧颞极延伸至颞下回簇的Condition×Time交互显著；A中第二次较第一次FC显著增加，B无对应增加；表明该变化与EAT相关而非时间变化。3.3 EAT后血浆蛋白质组改变。8名配对血浆SomaScan?质控后8152个蛋白进入差异分析；主成分分析（principal component analysis, PCA）无清晰pre/post分离；13个差异丰度蛋白（differentially abundant proteins, DAPs）（11降2升）符合|log₂ fold change|>0.5且未校正P<0.05的探索标准，无个体蛋白通过Benjamini–Hochberg校正P<0.05；GSEA的GO Biological Process显示RNA processing、mRNA processing、translation、ribonucleoprotein complex biogenesis正富集，extracellular structure organization和细胞外基质（extracellular matrix, ECM）organization负富集；Reactome显示RNA metabolism和translation正富集，包括peptide chain elongation、eukaryotic translation elongation、rRNA processing；表明EAT与循环蛋白丰度选择性变化及翻译、RNA代谢、ECM组织相关通路差异富集相关。

讨论总结：讨论认为脑干-胼胝体下/内侧额叶FC变化可能反映EAT后参与中枢自主和身体状态调节网络的功能耦合改变；右侧前颞区参与情绪、语义记忆和社会认知，并与边缘/旁边缘系统相连，可能连接内感受变化与高级情绪认知处理；两个簇可能代表更广泛脑干-皮层系统不同功能方面。蛋白质组PCA无全局分离、13个DAP未通过多重校正，限制个体蛋白结论；GSEA通路级富集提供假设。锌具抗炎抗氧化和抑制NF-κB依赖炎症信号的作用，为EAT后蛋白组变化提供生物背景；ECM形成和降解通路均负富集提示ECM周转降低，RNA加工和翻译正富集提示转向基础生物合成和蛋白稳态。这些分子反应见于无显性炎症的健康参与者，提示EAT与局部效应之外的系统分子反应相关。中央自主网络包括脑干、下丘脑、边缘系统和皮层，整合自主、内分泌和行为反应；自主神经系统调节免疫细胞和外周组织并介导中枢神经与免疫双向沟通，因此中枢网络变化和外周蛋白组反应可能是同一鼻咽部感觉刺激经脑干介导的共享生理反应的中枢和外周成分。鼻咽感觉神经支配主要为三叉神经上颌支（V2），后部有舌咽神经（IX），EAT机械和化学刺激可能经这些颅感觉传入产生伤害性和感觉输入并影响脑干自主回路；重复EAT可能产生累积效应。局限包括样本量较小、仅健康参与者、对照非假干预且Protocol B总在A后固定顺序、未记录心呼吸信号、无行为测量、蛋白质组为探索性仅8名男性且无Protocol B对应样本和单时间点未校正、FC与蛋白组关系未直接检验且机制仍为假设。

研究结论（译）：本研究表明，鼻咽部机械和化学刺激与健康成人脑干-皮层功能连接及循环蛋白质组谱变化相关。观察到的神经和分子反应支持鼻咽部感觉刺激参与颅感觉传入-脑干通路并影响中枢神经网络和外周分子过程的可能。这些发现为理解鼻咽部刺激相关全身效应提供了神经生物学框架。