《Chinese Medicine》:Invasive laser acupuncture targeting muscle: a novel approach to protect dopaminergic neurons and reduce neuroinflammation in a brain of Parkinson’s disease model
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帕金森。≒D)治療面臨挑戰,現有治療存在局限。研究人員開展侵入式激光針灸(ILA)治療 PD 的研究。結果顯示,830nm ILA 可改善 PD 小鼠癥狀,保護多巴胺能神經元,減少神經炎癥。該研究為 PD 治療提供新策略。
帕金森。≒arkinson’s disease,PD)是一種常見的神經退行性疾病,全球超 1000 萬人受其困擾;颊叽竽X中黑質(substantia nigra,SN)的多巴胺能神經元逐漸丟失,紋狀體(striatum,ST)中的多巴胺含量減少,導致運動障礙和非運動癥狀,如運動遲緩、震顫、認知障礙、抑郁等。目前,左旋多巴是治療 PD 的常用藥物,但它無法治愈疾病,且長期使用會引發運動并發癥,如運動障礙和運動遲緩,3 - 5 年后 33% - 54% 的患者會出現這些問題。因此,尋找替代療法迫在眉睫。
針灸作為傳統東亞醫學的重要組成部分,在 PD 治療方面展現出一定潛力。動物實驗表明,針灸可保護 PD 模型小鼠的黑質紋狀體多巴胺能神經元;多項臨床研究也證實了針灸對改善 PD 癥狀的有效性。光生物調節(Photobiomodulation,PBM)是一種利用光調節身體生理過程的治療技術,可促進細胞存活和增殖、減輕疼痛和炎癥。激光針灸(Laser Acupuncture,LA)結合了傳統針灸和 PBM,但現有 LA 多為非侵入式,激光僅作用于皮膚表面,可能無法有效刺激深層組織。
為解決這些問題,韓國慶熙大學(Kyung Hee University)等機構的研究人員開展了關于侵入式激光針灸(Invasive Laser Acupuncture,ILA)治療 PD 的研究。他們將 ILA 應用于 MPTP 誘導的 PD 小鼠模型,旨在探究 ILA 的治療潛力,確定有效刺激參數,揭示其神經保護作用的分子機制,并明確影響大腦對周圍 ILA 刺激反應的因素。該研究成果發表在《Chinese Medicine》上。
研究人員主要運用了以下關鍵技術方法:首先構建 MPTP 誘導的 PD 小鼠模型,將小鼠隨機分組進行不同處理;通過行為學測試(如轉棒實驗、圓柱實驗、曠場實驗)評估小鼠運動和非運動功能;采用免疫組化、免疫熒光分析檢測大腦中相關蛋白表達;運用蛋白質免疫印跡法(Western blot)分析信號通路蛋白;借助酶聯免疫吸附測定(ELISA)檢測炎癥因子水平;對肌肉樣本進行衍生化處理后,通過氣相色譜 - 質譜聯用技術(GC - MS)分析肌肉代謝物,并利用偏最小二乘法判別分析(PLS - DA)等方法進行數據處理。
ILA 改善 MPTP 誘導的帕金森病運動障礙
研究人員使用新型激光針灸針對 PD 小鼠模型施加 830nm 和 650nm 的 ILA,通過轉棒實驗、圓柱實驗和曠場實驗評估治療效果。結果顯示,830nm 的 ILA(ILA830)顯著改善了小鼠的運動功能和焦慮狀態,延長了小鼠在轉棒上的停留時間,增加了圓柱實驗中后肢站立觸摸圓柱的次數,以及曠場實驗中進入中央區域的次數,而 650nm 的 ILA(ILA650)和非激光針灸(NLA)效果不明顯。因此,確定 830nm 為最佳波長。
ILA830 對 MPTP 注射具有神經保護作用
通過對 TH(酪氨酸羥化酶,多巴胺合成的關鍵酶)陽性神經元數量和光學密度的檢測發現,ILA830 能顯著恢復 MPTP 誘導的黑質和紋狀體中 TH 陽性多巴胺能神經元和纖維的損失,而 NLA 無此效果,表明 ILA830 具有神經保護作用。
ILA 治療通過調節信號標記物發揮神經保護作用
研究表明,α - 突觸核蛋白(α - synuclein)與 PD 的神經病理相關。ILA830 成功逆轉了 MPTP 誘導的 α - 突觸核蛋白磷酸化水平的升高。同時,ILA830 可增加 Akt 的磷酸化水平,抑制促凋亡蛋白 Bax 的表達,上調抗凋亡蛋白 Bcl - 2 的表達,降低 Bax/Bcl - 2 比值,從而減輕細胞凋亡,發揮神經保護作用。
ILA 治療通過調節促炎和抗炎細胞因子水平減輕神經炎癥
MAPK 通路在細胞死亡和存活中起核心作用,NF - κB 信號通路參與炎癥反應。ILA830 顯著降低了 MPTP 誘導的 JNK 和 p38 的磷酸化水平,恢復了 NF - κB 的積累水平。ELISA 檢測顯示,ILA830 減少了促炎細胞因子 IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α 的表達,增加了抗炎細胞因子 IL - 10 的濃度,表明 ILA830 可減輕神經炎癥。
ILA 通過減輕膠質細胞激活緩解 MPTP 誘導的炎癥
反應性星形膠質細胞增生和小膠質細胞激活是 PD 中多巴胺能神經元丟失和神經炎癥的重要機制。免疫熒光分析表明,ILA830 顯著減少了黑質和紋狀體中 GFAP(星形膠質細胞標記物)和 IBA1(小膠質細胞標記物)陽性細胞的數量,Sholl 分析顯示 ILA830 降低了相關區域的細胞突起交叉數量,表明 ILA830 可減輕膠質細胞激活,緩解炎癥。
ILA 誘導治療部位的組群聚集和代謝物改變
對小鼠腿部穴位 GB34 周圍肌肉樣本進行代謝組學分析,PLS - DA 結果顯示不同處理組之間存在明顯分組差異。確定了葡萄糖、半乳糖等 6 種在不同比較組中持續變化的代謝物,代謝途徑富集分析表明 ILA830 影響了半乳糖代謝、檸檬酸循環等多種代謝途徑。
肌肉層而非皮膚層或神經傳導是 ILA830 發揮作用的關鍵
研究發現,與非侵入式激光照射皮膚表面相比,針對肌肉層的 ILA830 顯著改善了 PD 小鼠的行為障礙,且使用利多卡因阻斷神經傳導后,ILA830 的治療效果依然存在,表明肌肉層是 ILA830 發揮作用的關鍵,其效果并非由神經傳導介導。
區分組別的肌肉代謝物與 MPTP 誘導的 PD 小鼠運動功能改善相關
相關性分析表明,葡萄糖、半乳糖與轉棒實驗、圓柱實驗和曠場實驗結果呈顯著正相關,且 ILA830 組中葡萄糖和半乳糖水平恢復到對照組水平,提示 ILA830 通過調節肌肉代謝途徑改善運動功能和發揮神經保護作用。
該研究表明,ILA830 可通過保護多巴胺能神經元、減少神經炎癥,顯著改善 PD 小鼠的運動和非運動癥狀。同時,ILA830 誘導的肌肉代謝組學變化,如葡萄糖和半乳糖水平的增加,與運動和非運動功能的改善相關。這為 PD 治療提供了一種有前景的新方法,但研究存在樣本量小、作用機制不明、長期效果和安全性需評估等局限性。未來研究應聚焦于闡明波長依賴性效應的機制,并優化 ILA 以用于臨床應用,有望為 PD 患者帶來新的希望 。