Rho 激酶抑制剂法舒地尔对大鼠海马突触可塑性的调控作用：解锁神经可塑性的新密码

《Pflügers Archiv - European Journal of Physiology》：Inhibition of Rho-kinase by fasudil contributes to the modulation of the synaptic plasticity response in the rat hippocampus

为探究 Rho 激酶（ROCK）抑制对低频刺激（LFS）引发的长时程增强（LTP）抑制的影响，研究人员以成年雄性大鼠为对象开展实验。结果发现法舒地尔可阻碍齿状回神经元抑制突触 LTP，且伴有 GSK-3β 和 tau 蛋白磷酸化水平下降，这对研究神经可塑性及相关疾病治疗有重要意义。

　　在大脑的微观世界里，神经元之间的交流依赖于突触，而突触可塑性就像是神经元之间沟通的 “语言” 变化机制。当神经元活动时，突触强度会随之改变，高频刺激（HFS）能增强突触强度，引发长时程增强（LTP）；低频刺激（LFS）则会抑制突触强度，导致长时程抑制（LTD）。tau 蛋白的磷酸化在其中起着关键的调节作用，它就像一个 “分子开关”，避免 NMDA 受体过度兴奋，维持突触功能的稳定。然而，许多参与突触可塑性的激酶也会导致 tau 蛋白异常磷酸化，这可能与神经退行性疾病的发生发展有关。

Rho 家族的小 GTPase RhoA 及其下游效应器 Rho 激酶（ROCK）在突触可塑性和树突棘形成中扮演着重要角色。虽然之前有研究表明 ROCK 抑制会影响 LTD 的表达，但它对 LTP 抑制和相关 tau 蛋白磷酸化的影响还不清楚。为了揭开这些谜团，来自土耳其埃尔西耶斯大学（Erciyes University）的研究人员开展了一系列实验，相关研究成果发表在《Pflügers Archiv - European Journal of Physiology》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，通过立体定位手术，在成年雄性 Wistar Albino 大鼠的大脑中精准植入电极，用于刺激和记录电生理信号；然后，记录海马齿状回（DG）的场电位，获取输入 - 输出（I/O）曲线，以评估突触强度和神经元输出；接着，在诱导 LTP 后，迅速取出海马组织，利用 Western blot 技术检测相关蛋白的表达水平 。

研究结果如下：

• I/O 曲线分析：在药物灌注前，研究人员通过增加刺激强度获取 I/O 曲线，发现盐水组和法舒地尔组在基线突触强度和神经元输出方面没有显著差异。这表明在实验开始时，两组大鼠的神经元基本状态相似，为后续实验结果的对比提供了可靠基础。
• fEPSP 斜率的 LTP 变化：在盐水组中，LFS 抑制了 HFS 诱导的突触 LTP，甚至产生了突触 LTD，fEPSP 斜率在 LFS 后下降，HFS 后虽有增强，但 1 小时记录结束时仍低于基线水平。而在法舒地尔灌注组中，尽管 LFS 后的抑制和 HFS 后的增强幅度与盐水组相似，但 1 小时后 fEPSP 斜率是增强的。这说明法舒地尔能够阻止可塑性 LTP 的抑制，对突触可塑性产生了重要影响。
• PS 幅度的 LTP 变化：LFS 在盐水组和法舒地尔组中都引起了 PS 幅度的早期抑制，且后续 HFS 使两组的 PS 幅度都有相似的增加。这表明 LFS 不能抑制后续 PS-LTP 的诱导，且法舒地尔灌注不影响可塑性体细胞 LTP。这意味着法舒地尔对神经元的体细胞 LTP 和突触 LTP 的影响存在差异。
• 分子研究：通过 Western blot 分析发现，与对照组相比，法舒地尔灌注组中未能表现出突触 LTP 抑制的海马组织，其总 GSK-₃β 水平和 ser⁹磷酸化的 GSK-₃β 水平较低；同时，tau 蛋白在 Ser³⁹⁶和 Ser²⁰²-Thr²⁰⁵位点的磷酸化水平降低，而在 Ser¹⁹⁹-Ser²⁰²位点的磷酸化水平升高，但总 tau 蛋白水平的下降没有统计学意义。这一系列分子水平的变化，揭示了法舒地尔影响突触可塑性的潜在分子机制。

研究结论和讨论部分指出，本研究首次证明 ROCK 参与了可塑性 LTP 的调节。法舒地尔可能通过改变 tau 蛋白的磷酸化，干扰了阻止 LTP 达到饱和水平的过程。虽然法舒地尔在某些方面具有神经保护作用，如减少脑血流量、炎症反应、tau 蛋白磷酸化等，但本研究也表明局部应用法舒地尔会抑制神经元活动的可塑性控制。此外，研究中发现的可塑性 LTP 抑制与 tau 蛋白磷酸化之间的关系还需要更深入的研究。

这项研究具有重要意义，它不仅为理解突触可塑性的调控机制提供了新的视角，还为将 ROCK 作为神经退行性疾病的治疗靶点提供了理论依据。未来，进一步深入研究 ROCK 在神经可塑性中的作用机制，有望为开发治疗神经退行性疾病的新方法提供方向 。