遠紅外輻射通過調控Jak-2/Stat3和Nrf-2/HO-1通路改善阿爾茨海默病轉基因小鼠認知功能障礙

《NeuroMolecular Medicine》:Far-Infrared Radiation Ameliorates the Cognitive Dysfunction in an Alzheimer’s Disease Transgenic Mouse via Modulating Jak-2/Stat3 and Nrf-2/HO-1 Pathways

【字體: 時間:2025年05月16日 來源:NeuroMolecular Medicine 3.3

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  為解決阿爾茨海默病(AD)缺乏有效治療手段的問題,香港中文大學的研究團隊通過遠紅外輻射(FIR)干預TgCRND8轉基因AD小鼠模型,發現FIR可通過抑制Aβ沉積、tau蛋白過度磷酸化和神經炎癥,并調控Jak-2/Stat3及Nrf-2/HO-1通路顯著改善認知功能,為AD非藥物療法提供新思路。

  

阿爾茨海默病(AD)作為最常見的老年神經退行性疾病,正隨著全球老齡化加劇成為公共衛生危機;颊叽竽X中β淀粉樣蛋白(Aβ)異常沉積形成的老年斑、tau蛋白過度磷酸化導致的神經纖維纏結(NFTs),以及由此引發的神經炎癥和氧化應激,共同導致神經元死亡和認知功能衰退。盡管科學界投入巨大努力,現有藥物僅能緩解癥狀,無法阻止疾病進程,且常伴隨惡心、腹瀉等副作用。更令人沮喪的是,針對Aβ和tau的臨床藥物研發屢遭失敗。這種困境促使研究者將目光轉向非藥物療法——遠紅外輻射(FIR)因其穿透性強、無創安全,已在關節炎、失眠等疾病中展現療效。但FIR能否改善AD認知障礙?其分子機制如何?香港中文大學的研究團隊在《NeuroMolecular Medicine》發表論文,首次系統揭示了FIR通過多靶點干預AD病理進程的突破性發現。

研究采用3月齡TgCRND8轉基因AD小鼠模型,使用波長4-20μm的EFFIT LITE?設備每日頭部照射30分鐘,持續28天。通過Morris水迷宮評估空間記憶,ELISA檢測炎癥因子和Aβ水平,免疫熒光觀察腦內Aβ斑塊和小膠質細胞活化,Western blot分析tau磷酸化及Jak-2/Stat3、Nrf-2/HO-1通路蛋白表達。

FIR改善AD小鼠學習記憶缺陷
Morris水迷宮顯示,FIR治療組小鼠在第4天訓練中找平臺速度與野生型相當,探測試驗中目標象限停留時間顯著延長,且游泳速度無差異,證實認知改善非運動能力影響。

減少Aβ病理負荷
免疫熒光顯示FIR組大腦皮層和海馬Aβ斑塊密度降低,ELISA檢測到皮層Aβ42/Aβ40比值下降。Western blot發現FIR抑制β分泌酶BACE-1和p-APP T688表達,提升α分泌酶ADAM-10和Aβ降解酶IDE水平,從生成和清除雙向調控Aβ穩態。

抑制tau蛋白異常磷酸化
FIR顯著降低tau蛋白在Thr205、Ser369、Ser404和Thr181位點的磷酸化水平,這些位點與神經纖維纏結形成密切相關。

緩解神經炎癥
FIR減少腦內Iba-1陽性小膠質細胞激活,降低促炎因子IL-1β和TNF-α,但未改變抗炎因子IL-4。機制上通過抑制Jak-2/Stat3通路磷酸化,阻斷炎癥信號傳導。

激活抗氧化防御系統
FIR上調轉錄因子Nrf-2及其下游血紅素加氧酶1(HO-1)表達,增強細胞對抗氧化應激的能力,形成神經保護屏障。

這項研究首次闡明FIR通過三重機制對抗AD:減少Aβ沉積、抑制tau病理、協調神經炎癥與氧化應激平衡。特別重要的是,Jak-2/Stat3和Nrf-2/HO-1通路的雙向調控,揭示了FIR干預AD的核心靶點。相比單一靶點藥物,FIR的多通路協同作用更符合AD復雜病理特征。研究為開發無創物理療法提供扎實理論基礎,其臨床轉化將惠及全球5000萬AD患者。未來需進一步優化照射參數,并開展人體試驗驗證安全性和有效性。

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