间歇性θ脉冲刺激通过上调TFEB恢复自噬在脑缺血再灌注急性期发挥神经保护作用的新机制

《Neurochemical Research》：Mechanisms of Intermittent Theta-Burst Stimulation Upregulates TFEB and Restores Autophagy to Play a Neuroprotective Role in the Acute Phase After Cerebral Ischemia Reperfusion

本研究针对急性缺血性脑卒中神经保护策略匮乏的临床难题，聚焦间歇性θ脉冲刺激(iTBS)这一高效神经调控技术。研究人员通过体内外实验证实，iTBS通过转录因子EB(TFEB)介导的"溶酶体生物发生-自噬流恢复-线粒体质量控制"网络，显著改善线粒体功能并抑制铁死亡，为急性期脑保护提供了新靶点。该研究发表于《Neurochemical Research》，不仅阐明了iTBS的神经保护机制，更为其临床转化提供了理论依据。

　　

脑卒中作为全球致残和致死的主要原因之一，其中缺血性脑卒中(IS)占比超过80%，给社会带来沉重的经济负担。当前临床干预面临严峻挑战：虽然溶栓治疗在发病后3-4.5小时内有效，但其狭窄的时间窗和再灌注损伤常导致不良预后。值得注意的是，现有研究多集中于卒中后亚急性和恢复期的康复干预，对急性期神经保护策略的探索相对有限。

脑缺血再灌注损伤与自噬功能受损密切相关。自噬功能障碍导致功能异常线粒体堆积、ATP合成减少和活性氧(ROS)过度产生。最新证据表明，自噬损伤与铁死亡存在强关联——ROS积累通过铁超载、脂质过氧化和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活等机制触发铁死亡。转录因子EB(TFEB)作为调控溶酶体生物发生和自噬的关键分子，在脑缺血后表达下降，伴随自噬抑制和溶酶体功能受损。TFEB激活不仅能增强自噬活性，还可通过线粒体自噬抑制铁死亡。

经颅磁刺激(TMS)作为一种非侵入性神经调控技术，特别是其新型模式间歇性θ脉冲刺激(iTBS)，因治疗时间短、操作简便等优势在神经疾病治疗中展现出巨大潜力。与传统10 Hz重复经颅磁刺激(rTMS)相比，iTBS能大幅缩短治疗时间并降低仪器损耗，但两者在缺血性脑卒中治疗中的疗效差异及作用机制尚不明确。

本研究通过体内外实验系统探讨iTBS在脑缺血再灌注急性期的神经保护机制。在体外实验中，研究人员建立原代皮层神经元氧糖剥夺(OGD)模型，采用iTBS干预方案，通过CCK-8法检测细胞活力，蛋白质免疫印迹检测自噬和铁死亡相关标志物，JC-1检测线粒体膜电位，MitoSOX染色测定线粒体ROS产生。在体内实验中，采用大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注(MCAO/R)模型，比较iTBS与10 Hz rTMS的干预效果，通过蛋白质免疫印迹、行为学测试、尼氏染色和HE染色等多维度评估神经保护效应。

研究结果显示，iTBS能显著上调TFEB表达，恢复溶酶体生物合成和自噬流，增强PINK1/parkin介导的线粒体自噬，改善线粒体膜电位并减少ROS产生。同时，iTBS通过上调GPX4、抑制COX2和ACSL4表达，有效抑制铁死亡过程。行为学测试表明，iTBS能显著改善MCAO大鼠的运动协调和平衡能力，其疗效与10 Hz rTMS相当。重要的是，AAV介导的TFEB敲低实验证实TFEB是iTBS发挥神经保护作用的核心靶点。

在机制层面，本研究构建了以TFEB为核心的"溶酶体自噬-线粒体稳态-铁死亡抑制"调控轴。iTBS通过上调TFEB表达，促进关键溶酶体生物合成基因(CTSD、LAMP1)表达，恢复自噬流，同时增强线粒体自噬关键蛋白PINK1/parkin表达，改善线粒体膜电位，减少ROS产生，并通过上调GPX4、抑制ACSL4表达显著抑制铁死亡。

研究还发现，iTBS和rTMS均能降低大鼠血清中MDA水平，提高GSH含量和SOD活性，缓解氧化应激损伤。组织学结果显示，两种刺激方式都能减轻神经元损伤，促进神经结构恢复，而TFEB敲低则显著削弱这一保护作用。

该研究的创新之处在于首次揭示iTBS通过调控TFEB介导的溶酶体-自噬级联反应，在脑缺血急性期发挥神经保护作用。从转化医学视角，iTBS作为一种高效、安全的非侵入性神经调控技术，具有显著的临床应用潜力。与传统10 Hz rTMS相比，iTBS在保证疗效的同时大幅缩短治疗时间，提高患者耐受性，在初级医疗卫生机构资源有限的情况下更易推广实施。

研究结论表明，iTBS通过激活TFEB建立起涉及"溶酶体自噬-线粒体稳态-铁死亡抑制"的三维调控网络，系统性地阐明了其在脑缺血急性期的神经保护机制。TFEB作为iTBS维持线粒体功能和抑制铁死亡的核心靶点，为开发TFEB为基础的神经保护策略提供了实验依据。未来研究可聚焦于iTBS激活TFEB的上游信号通路解析，探索不同神经元细胞类型中TFEB的特异性调控机制，以及iTBS与纳米材料协同策略的开发，进一步推动其临床转化。

这项研究不仅为iTBS在缺血性脑损伤治疗中的临床应用提供了理论支持和转化路径，更为急性期卒中治疗提供了新的解决方案，有望改善患者预后并减轻社会医疗负担。