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帕金森病(PD)治疗面临挑战,现有治疗存在局限。研究人员开展侵入式激光针灸(ILA)治疗 PD 的研究。结果显示,830nm ILA 可改善 PD 小鼠症状,保护多巴胺能神经元,减少神经炎症。该研究为 PD 治疗提供新策略。
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,全球超 1000 万人受其困扰。患者大脑中黑质(substantia nigra,SN)的多巴胺能神经元逐渐丢失,纹状体(striatum,ST)中的多巴胺含量减少,导致运动障碍和非运动症状,如运动迟缓、震颤、认知障碍、抑郁等。目前,左旋多巴是治疗 PD 的常用药物,但它无法治愈疾病,且长期使用会引发运动并发症,如运动障碍和运动迟缓,3 - 5 年后 33% - 54% 的患者会出现这些问题。因此,寻找替代疗法迫在眉睫。
针灸作为传统东亚医学的重要组成部分,在 PD 治疗方面展现出一定潜力。动物实验表明,针灸可保护 PD 模型小鼠的黑质纹状体多巴胺能神经元;多项临床研究也证实了针灸对改善 PD 症状的有效性。光生物调节(Photobiomodulation,PBM)是一种利用光调节身体生理过程的治疗技术,可促进细胞存活和增殖、减轻疼痛和炎症。激光针灸(Laser Acupuncture,LA)结合了传统针灸和 PBM,但现有 LA 多为非侵入式,激光仅作用于皮肤表面,可能无法有效刺激深层组织。
为解决这些问题,韩国庆熙大学(Kyung Hee University)等机构的研究人员开展了关于侵入式激光针灸(Invasive Laser Acupuncture,ILA)治疗 PD 的研究。他们将 ILA 应用于 MPTP 诱导的 PD 小鼠模型,旨在探究 ILA 的治疗潜力,确定有效刺激参数,揭示其神经保护作用的分子机制,并明确影响大脑对周围 ILA 刺激反应的因素。该研究成果发表在《Chinese Medicine》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先构建 MPTP 诱导的 PD 小鼠模型,将小鼠随机分组进行不同处理;通过行为学测试(如转棒实验、圆柱实验、旷场实验)评估小鼠运动和非运动功能;采用免疫组化、免疫荧光分析检测大脑中相关蛋白表达;运用蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析信号通路蛋白;借助酶联免疫吸附测定(ELISA)检测炎症因子水平;对肌肉样本进行衍生化处理后,通过气相色谱 - 质谱联用技术(GC - MS)分析肌肉代谢物,并利用偏最小二乘法判别分析(PLS - DA)等方法进行数据处理。
ILA 改善 MPTP 诱导的帕金森病运动障碍
研究人员使用新型激光针灸针对 PD 小鼠模型施加 830nm 和 650nm 的 ILA,通过转棒实验、圆柱实验和旷场实验评估治疗效果。结果显示,830nm 的 ILA(ILA830)显著改善了小鼠的运动功能和焦虑状态,延长了小鼠在转棒上的停留时间,增加了圆柱实验中后肢站立触摸圆柱的次数,以及旷场实验中进入中央区域的次数,而 650nm 的 ILA(ILA650)和非激光针灸(NLA)效果不明显。因此,确定 830nm 为最佳波长。
ILA830 对 MPTP 注射具有神经保护作用
通过对 TH(酪氨酸羟化酶,多巴胺合成的关键酶)阳性神经元数量和光学密度的检测发现,ILA830 能显著恢复 MPTP 诱导的黑质和纹状体中 TH 阳性多巴胺能神经元和纤维的损失,而 NLA 无此效果,表明 ILA830 具有神经保护作用。
ILA 治疗通过调节信号标记物发挥神经保护作用
研究表明,α - 突触核蛋白(α - synuclein)与 PD 的神经病理相关。ILA830 成功逆转了 MPTP 诱导的 α - 突触核蛋白磷酸化水平的升高。同时,ILA830 可增加 Akt 的磷酸化水平,抑制促凋亡蛋白 Bax 的表达,上调抗凋亡蛋白 Bcl - 2 的表达,降低 Bax/Bcl - 2 比值,从而减轻细胞凋亡,发挥神经保护作用。
ILA 治疗通过调节促炎和抗炎细胞因子水平减轻神经炎症
MAPK 通路在细胞死亡和存活中起核心作用,NF - κB 信号通路参与炎症反应。ILA830 显著降低了 MPTP 诱导的 JNK 和 p38 的磷酸化水平,恢复了 NF - κB 的积累水平。ELISA 检测显示,ILA830 减少了促炎细胞因子 IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α 的表达,增加了抗炎细胞因子 IL - 10 的浓度,表明 ILA830 可减轻神经炎症。
ILA 通过减轻胶质细胞激活缓解 MPTP 诱导的炎症
反应性星形胶质细胞增生和小胶质细胞激活是 PD 中多巴胺能神经元丢失和神经炎症的重要机制。免疫荧光分析表明,ILA830 显著减少了黑质和纹状体中 GFAP(星形胶质细胞标记物)和 IBA1(小胶质细胞标记物)阳性细胞的数量,Sholl 分析显示 ILA830 降低了相关区域的细胞突起交叉数量,表明 ILA830 可减轻胶质细胞激活,缓解炎症。
ILA 诱导治疗部位的组群聚集和代谢物改变
对小鼠腿部穴位 GB34 周围肌肉样本进行代谢组学分析,PLS - DA 结果显示不同处理组之间存在明显分组差异。确定了葡萄糖、半乳糖等 6 种在不同比较组中持续变化的代谢物,代谢途径富集分析表明 ILA830 影响了半乳糖代谢、柠檬酸循环等多种代谢途径。
肌肉层而非皮肤层或神经传导是 ILA830 发挥作用的关键
研究发现,与非侵入式激光照射皮肤表面相比,针对肌肉层的 ILA830 显著改善了 PD 小鼠的行为障碍,且使用利多卡因阻断神经传导后,ILA830 的治疗效果依然存在,表明肌肉层是 ILA830 发挥作用的关键,其效果并非由神经传导介导。
区分组别的肌肉代谢物与 MPTP 诱导的 PD 小鼠运动功能改善相关
相关性分析表明,葡萄糖、半乳糖与转棒实验、圆柱实验和旷场实验结果呈显著正相关,且 ILA830 组中葡萄糖和半乳糖水平恢复到对照组水平,提示 ILA830 通过调节肌肉代谢途径改善运动功能和发挥神经保护作用。
该研究表明,ILA830 可通过保护多巴胺能神经元、减少神经炎症,显著改善 PD 小鼠的运动和非运动症状。同时,ILA830 诱导的肌肉代谢组学变化,如葡萄糖和半乳糖水平的增加,与运动和非运动功能的改善相关。这为 PD 治疗提供了一种有前景的新方法,但研究存在样本量小、作用机制不明、长期效果和安全性需评估等局限性。未来研究应聚焦于阐明波长依赖性效应的机制,并优化 ILA 以用于临床应用,有望为 PD 患者带来新的希望 。