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老年性耳聋(ARHL)严重影响患者生活质量且目前难以逆转。研究人员开展了阳极直流电(DC)刺激听觉皮层(AC)的研究。结果发现该刺激可延缓 AC 衰老,维持兴奋抑制平衡。这为 ARHL 治疗提供新思路,有望开发新疗法。
在人口老龄化加剧的当下,老年性耳聋(Age-related hearing loss,ARHL)这一慢性疾病愈发普遍。它不仅让患者在日常交流中困难重重,还显著增加了他们认知衰退的风险,极大地降低了生活质量。目前,由于内耳毛细胞再生难题尚未攻克,ARHL 依旧是一种不可逆的病症。传统的治疗手段仅仅局限于保护内耳和听神经细胞、避免有害因素损伤,但这些方法难以从根本上扭转病情。在此背景下,探寻一种有效干预 ARHL 的新策略迫在眉睫。
西班牙萨拉曼卡大学卡斯蒂利亚 - 莱昂神经科学研究所的研究人员开展了一项引人注目的研究。他们推测,对听觉皮层(Auditory cortex,AC)进行阳极直流电(Direct current,DC)刺激,或许能够弥补因衰老而产生的适应性不良和活动依赖性变化。为验证这一假设,研究人员精心设计实验,观察相关免疫细胞化学标记物的变化,并记录听觉和视觉皮层的听觉诱发电位(Cortical auditory evoked potentials,CAEPs)。最终,研究得出重要结论:在 ARHL 发病初期,对 AC 进行多疗程的阳极 DC 刺激,能够延缓其衰老进程。这一成果发表在《Brain Structure and Function》杂志上,为 ARHL 的治疗开辟了全新的方向,为众多患者带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,选取 18 只雄性 Wistar 大鼠并分为 3 组,分别为 6 月龄对照组(Young,YG)、17 月龄未刺激组(Non-stimulated,NES)和 17 月龄电刺激组(Electrically stimulated,ES)。通过手术在大鼠颅骨植入电极,之后利用实时信号处理系统记录听性脑干反应(ABRs)。同时,在声音衰减且电屏蔽的房间内记录 CAEPs。实验结束后,对大鼠大脑进行固定、切片,运用免疫组织化学技术检测 c-fos、Arc、GluR2/3、Parvalbumin(PV)和 GAD67 等蛋白的表达情况,并进行形态计量和密度分析,最后使用 IBM SPSS 软件进行统计分析。
下面来看具体的研究结果:
- c-fos 免疫细胞化学结果:YG 组中,AC 的第 3 层存在大量 c-fos 阳性细胞,分布呈现典型的细胞结构。与之相比,NES 组各层的 c-fos 阳性神经元数量明显减少,细胞结构分层也变得模糊不清。而 ES 组在电极植入部位附近,c-fos 阳性细胞数量显著增多,不过深层 A1 皮层及对侧未植入电极的皮层细胞数量和分层并未改变。经统计分析,YG 组的 c-fos 免疫反应神经元数量显著多于 NES 组;ES 组与 YG 组相比,无明显差异,但 ES 组细胞的光密度值显著高于 YG 组和 NES 组。这表明电刺激能够有效促进神经元的激活。
- Arc 免疫细胞化学结果:YG 组的 Arc 标记细胞广泛分布于整个皮层,4 层和 6 层的浓度较高。NES 组的免疫反应神经元数量大幅减少。ES 组的细胞数量多于 NES 组,但少于 YG 组,且细胞分布有所不同,更多集中在 2/3 层和 6 层。形态计量分析显示,NES 组的免疫反应细胞数量和面积显著降低;ES 组的相关数值高于 NES 组,但差异不显著;ES 组对侧的光密度值显著高于 YG 组和 NES 组。这说明衰老会对突触可塑性产生负面影响,而电刺激在一定程度上能够改善这种情况。
- Glu2/3 免疫细胞化学结果:YG 组中,Glu2/3 在 2/3 层的中小锥体细胞以及 5 层和 6 层的大锥体细胞中免疫反应较强。NES 组的 5 层和 6 层染色神经元减少,细胞染色变浅。ES 组的神经元免疫染色最为密集,5 层和 6 层的免疫反应细胞更为丰富。这表明电刺激能够增强 AMPA 受体的表达,有助于维持神经元的正常功能。
- Parvalbumin 免疫细胞化学结果:通过对 PV 的免疫细胞化学分析发现,各组之间 PV 阳性神经元的数量并无显著差异,但 NES 组的 PV 反应产物在整个皮层的密度有所增加。这意味着在衰老早期,虽然 PV 中间神经元群体未受到严重影响,但钙结合蛋白的变化可能会对微电路产生潜在影响。
- GAD67 免疫细胞化学结果:GAD67 免疫细胞化学显示,YG 组的第 3 层染色带清晰。NES 组的所有次级听觉皮层各层免疫反应均有所下降,尤其是第 3 层。ES 组在刺激区域的 GAD67 密度有所增加,对侧次级皮层的染色模式与 YG 组相似。这表明衰老会导致抑制功能减弱,而电刺激能够在一定程度上维持抑制性微电路的稳定。
- CAEPs 结果:对 CAEPs 的统计分析表明,与 YG 组相比,NES 组的 AC 记录中 P1-N1 和 P2-N2 波幅显著增加,P2-N2 潜伏期明显延长;在 VC 记录中,NES 组未检测到 P1-N1,P2-N2 波幅显著降低且潜伏期延迟。而 ES 组的 AC 和 VC 记录波形与 YG 组相似,波幅和潜伏期较为稳定。这进一步证明了电刺激能够有效稳定 AC 和 VC 的反应,改善听觉功能。
综合上述研究结果,在 ARHL 发病初期,大鼠 AC 出现了神经元激活减少、突触可塑性降低以及抑制功能受损等情况,这些变化导致了兴奋抑制失衡,进而使 AC 对声音的反应增强。而多疗程的阳极 DC 刺激能够有效缓解这些问题,延缓 AC 衰老,这主要得益于刺激对耳蜗及输入的保护、对神经元网络激活的增强,以及对代谢和炎症变化的改善。不过,该研究也存在一定的局限性,比如人类 CAEP 分析中关于衰老导致兴奋性增加的结论尚未达成共识,并且 GAD67 和 Glu2/3 免疫反应的量化存在困难。尽管如此,这项研究依旧为 ARHL 的治疗提供了极具价值的理论依据和新的治疗方向,未来有望在此基础上进一步探索,开发出更有效的治疗方法,为广大 ARHL 患者带来更好的生活质量。