高频重复经颅磁刺激促进脑缺血大鼠神经功能恢复的作用与机制

目的 探讨高频重复经颅磁刺激(HF-rTMS)促进脑梗死大鼠脑神经功能恢复的作用及机制.方法 选择230～250 g的雄性大鼠构建短暂性大脑中动脉闭塞(tMCAO)模型.根据改良神经功能缺损评分(mNSS)选择7～12分的大鼠进行研究,采用随机数字表法分为经颅磁刺激组(rTMS组)、对照组(tMCAO组)和假手术组(Sham组).rTMS组大鼠于术后第1天开始接受为期28 d的10 Hz rTMS的治疗,tMCAO组和Sham组分别予以假刺激治疗.各组大鼠于术后第1、3、7、14、21、28天分别进行mNSS评分、圆柱桶试验和胶布移除试验的行为学功能评估,采用TTC染色检测术后各组大鼠的脑梗死体积,采用ELISA方法检测各组大鼠脑脊液中白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-4和IL-10水平,并对rTMS组和tMCAO组的脑梗死大鼠的梗死灶周围皮质组织进行RNA测序分析.结果 与tMCAO组相比,rTMS组在术后第14、21和28天的mNSS评分和胶布移除时间显著减少,在术后第7、14、21和28 d的前肢不对称使用评分显著减少,差异均有统计学意义(P均＜0.05).与tMCAO组相比,rTMS组的梗死体积在治疗后第 14天[(45.33±5.89)％vs.(35.98±3.57)％]和第28天[(33.58±4.17)％vs.(23.00±5.29)]显著减小,差异均有统计学意义(P均＜0.05).ELISA检测显示在术后第28天,与tMCAO组相比,rTMS组IL-1β[(9.95±1.27)pg/mL vs.(6.90±0.60)pg/mL]和TNF-α[(103.30±13.35)pg/mL vs.(70.05±9.63)pg/mL]水平均显著减少,而 IL-10水平显著增加[(17.32±3.07)pg/mLvs.(27.31±4.14)pg/mL],差异均有统计学意义(F=15.33、16.25、16.04,P均＜0.05);IL-4的水平[(66.07±7.15)pg/mLvs.(78.41±9.85)pg/mL]增加,差异无统计学意义(F=18.91,P＞0.05).进一步RNA测序分析发现rTMS组和tMCAO组之间共有79个显著差异表达基因(DEGs).KEGG分析显示DEGs主要富集在炎症相关通路:AGE-RAGE信号通路、Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路.基因集富集分析(GSEA)显示这3条通路在rTMS组中均受抑制.结论 HF-rTMS能通过减轻脑梗死大鼠的神经炎症反应而促进神经功能的恢复,其机制可能与AGE-RAGE信号通路、Toll样受体信号通路和NOD样受体信号通路相关.