高频重复经颅磁刺激改善全脑缺血大鼠学习记忆及机制研究

目的 研究高频重复经颅磁刺激(rTMS)对全脑缺血大鼠学习记忆的影响并探讨其机制.方法 将体重210～250 g的35只雄性SD大鼠(8～10周龄)按随机区组法随机分为假手术组(8只)、模型组(9只)、rTMS组(9只)、假刺激组(9只),采用改良四血管阻断法制作全脑缺血大鼠模型,其中rTMS组给予连续2周的10 Hz rTMS刺激,假刺激组给予假刺激.利用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力,多通道在体记录技术采集海马CA1区局部场电位(local field potentials,LFPs)分析θ和γ节律振荡,免疫组织化学和蛋白免疫印迹法检测海马组织蛋白激酶A(PKA)、磷酸化环磷腺苷效应元件结合蛋白(p-CREB)表达.结果 模型组与假手术组相比,平均逃避潜伏期延长[(35.16±0.80)s与(16.57±0.74)s,k=3.723,P=0.013]、跨越平台次数减少[(1.14±0.42)次与(4.46±0.23)次,k=3.185,P=0.042]以及原平台象限游泳时间缩短[(14.46±0.73)s与(29.31±0.42)s,k=3.027,P=0.047],海马CA1区LFPs θ和γ功率谱密度均值降低[分别为(-68.48±2.61)Hz与(-59.38±2.25)Hz,k=2.958,P=0.048;(-82.23±4.60)Hz与(-70.50±4.25)Hz,k=3.729,P=0.021],免疫组织化学染色显示海马PKA、p-CREB表达减少(分别为7 184.26±975.12与25 137.35±1 010.62,k=3.588,P=0.027;1 803.73±336.18与20 175.25±727.23,k=2.912,P=0.049);rTMS组与模型组相比,平均逃避潜伏期缩短[(24.69±1.01)s与(35.16±0.80)s,k=4.082,P=0.034]、跨越平台次数增加[(2.42±0.31)次与(1.14±0.42)次,t=3.296,P=0.039]及原平台象限游泳时间延长[(23.07±0.67)s与(14.46±0.73)s,k=4.323,P=0.012],海马CA1区LFPs θ和γ功率谱密度均值升高[分别为(-63.81±3.12)Hz与(-68.48±2.61)Hz,k=3.582,P=0.015;(-75.80±4.58) Hz与(-82.23±4.60)Hz,k=4.051,P=0.026],免疫组织化学染色显示海马PKA、p-CREB表达增加(分别为13 065.32±1 045.18与7 184.26±975.12,k=3.923,P=0.031;11 032.83±562.86与1 803.73±336.18,k=3.178,P=0.038).结论 高频rTMS可能通过增强海马CA1区θ和γ振荡和提高海马PKA、p-CREB蛋白表达,增强海马神经元突触可塑性,从而改善全脑缺血大鼠的学习记忆障碍.