结合Nogo-A下调的约束诱导运动疗法能够促进偏瘫性脑瘫小鼠的皮质脊髓通路重塑和运动功能改善

《Neuroscience Letters》：Constraint-induced movement therapy combined with Nogo-A downregulation enhances corticospinal tract remodeling and motor function in hemiplegic cerebral palsy mice

本研究探讨约束性运动疗法（CIMT）联合Nogo-A下调对脑瘫小鼠皮质脊髓束（CST）重塑及运动功能的影响。结果显示，CIMT或siRNA-Nogo-A单独治疗均可改善运动功能，而联合治疗通过抑制M1区Nogo-A表达、促进CST重塑及髓鞘修复产生协同效应。

　　

袁黄|谢云兰|刘丽茹|范丹霞|乐文|张晓颖|彭婷婷|李文辉|林慧娟|何璐|唐红梅|徐凯秀

广州妇女儿童医疗中心康复科，广州医科大学，中国广州510120

摘要

约束诱导运动疗法（CIMT）通过增强皮质脊髓束（CST）的投射来改善脑瘫（HCP）和中风患者的手部功能，而下调Nogo-A已被证明可以促进中风和多发性硬化症中的神经再生。然而，这两种方法的联合治疗效果尚不清楚。因此，本研究探讨了CIMT与Nogo-A下调联合使用对HCP小鼠CST重塑和运动功能的影响。小鼠被随机分为五组：对照组、HCP组、HCP+CIMT组、HCP+SN（siRNA-Nogo-A治疗组）和HCP+SN+CIMT组。使用旋转棒测试和握力测试来评估运动功能。通过Western blot和免疫荧光染色来量化M1区域的Nogo-A和PKCγ表达。采用扩散张量成像和透射电子显微镜来评估CST的分数各向异性（FA）和髓鞘重塑。与对照组相比，HCP组表现出显著的运动功能障碍和髓鞘损伤，表现为Nogo-A表达增加、PKCγ表达减少以及CST的FA值降低（p < 0.05）。相比之下，接受CIMT或SN治疗的小鼠运动功能有所改善，Nogo-A表达减少、PKCγ表达增加、CST的FA值升高以及髓鞘重塑增强（p < 0.05）。值得注意的是，CIMT和SN具有协同效应，HCP+SN+CIMT组的表现优于任一组单独治疗（p < 0.05）。这些发现表明，CIMT与Nogo-A下调联合使用通过减少M1区域的Nogo-A表达并促进CST重塑来协同增强HCP小鼠的运动功能。

引言

脑瘫是儿童运动障碍最常见的原因，其特征是中枢运动和姿势的持续损伤[1]。脑瘫（HCP）是最常见的亚型，主要影响身体的一侧，从而影响儿童的生活质量、自我形象和学习能力[2]。约束诱导运动疗法（CIMT）限制未受影响肢体的运动，并为受影响肢体提供密集、结构化的训练，旨在克服“习得性不使用”或“发育性忽视”，以改善HCP儿童的运动功能[3]。先前的研究表明，CIMT能有效改善HCP儿童的上肢运动功能，尽管一些患者的反应有限[3][4][5]。 Nogo-A是中枢神经系统中与髓鞘相关的轴突生长抑制剂，能够抑制神经元迁移和轴突延长[6,7]。研究表明，在脑缺血大鼠的梗死周围皮层和HCP小鼠中，Nogo-A表达上调，而CIMT通过抑制Nogo-A/NgR/RhoA/ROCK通路来促进HCP小鼠的神经重塑[8,9]。此外，抗Nogo-A治疗可促进成年哺乳动物脊髓损伤后受损轴突的再生、 sprouting和保护[10,11]。皮质脊髓束（CST）是介导自主运动控制的主要通路。分数各向异性（FA）是扩散张量成像（DTI）的主要参数，M1区域的蛋白激酶C（PKCγ）表达也常用于评估CST的完整性[12][13][14]。 在中风模型中，CIMT已被证明可以通过促进CST重塑来促进功能恢复[15]。此外，我们之前的研究表明，CIMT可以降低HCP小鼠M1区域的Nogo-A表达。在慢性多发性硬化症和中风的动物模型中，抗Nogo-A治疗与轴突 sprouting和分支增加有关[16,17]。尽管有这些有希望的发现，但尚未研究CIMT与Nogo-A下调联合使用在HCP等发育性脑损伤中的治疗效果。因此，本研究旨在通过评估CIMT与Nogo-A下调联合使用是否可以改善HCP小鼠的CST重塑和运动结果来填补这一空白。

动物和HCP模型

本研究获得了广州妇女儿童医疗中心（中国广州）机构动物护理和使用委员会的批准（批准号：RSDW-2020-48301）。从南方医科大学实验动物技术部（中国广州）获得了10只怀孕的C57BL/6雌性小鼠。所有小鼠均在标准实验室条件下饲养（湿度40–70%；温度22–25℃，12小时光照/黑暗周期），并可自由获取食物和水。这些母鼠共产下了78只幼崽。

行为测量

实验时间线和技术路线图如图1所示。在出生后第21天（P21），各组小鼠接受了旋转棒测试和握力测试。结果显示，HCP组、HCP+CIMT组、HCP+SN组和HCP+SN+CIMT组的旋转棒潜伏时间和最大握力均显著低于对照组（图2 A, B，p < 0.05）。干预后，在出生后第47天（P47）重新进行了测试。

讨论

基于先前确定的神经因素，本研究首次探讨了CIMT与Nogo-A下调联合使用对不成熟脑损伤后CST重塑和运动功能的治疗效果。这些发现揭示了两种干预措施的协同效应，为HCP的上肢康复提供了新的见解。 作为脊椎动物主要的下行通路，CST在控制和协调精细自主运动中起着至关重要的作用。

意义声明

CIMT与Nogo-A下调联合使用可以促进皮质脊髓重塑、髓鞘修复和运动恢复，为HCP提供了一种有前景的治疗策略和转化潜力。

CRediT作者贡献声明

袁黄：撰写——原始草案，数据整理。谢云兰：撰写——审阅与编辑。刘丽茹：数据可视化。范丹霞：数据可视化。乐文：数据可视化。张晓颖：数据可视化。彭婷婷：数据可视化。李文辉：数据可视化。林慧娟：数据可视化。何璐：数据分析。唐红梅：数据分析。徐凯秀：项目管理，概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了“广州特色临床技术”（2023C-TS59）、“广州市科技项目”（2024A03J01274）、“广州医科大学科学研究提升计划”（GMUCR2024-02020）、“国家自然科学基金”（82472598）和“广东省自然科学基金”（2025A1515010379）的支持。资助者在本研究的设计、实施或报告过程中没有发挥作用。 我们衷心感谢罗杰博士（广州妇女儿童医疗中心）。