电针刺激促进Mecp2基因敲除的Rett综合征模型大鼠功能恢复丨Engineering
电针刺激促进Mecp2基因敲除的Rett综合征模型大鼠功能恢复丨Engineering
engineering2015
《Engineering》是中国工程院院刊主刊，工程类综合性期刊，旨在为全球提供一个高水平的工程科技重大成果发布交流平台，报道全球工程前沿，促进工程科技进步，服务社会、造福人类。中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。 中英文出版，全文开放获取。
本文选自中国工程院院刊《Engineering》2022年第12卷 ，原文出自：Functional Recovery with Electro-Acupuncture Stimulation in an Mecp2 -Knockout Rat Model of Rett Syndrome
引言
Rett综合征（又称雷特综合征）是一种进行性神经发育障碍性疾病，目前尚缺乏有效的治疗手段。已有研究表明，深部脑刺激可以缓解Rett综合征模型小鼠的一些症状，但这种介入操作需要精细的手术。因此，在本研究中，上海交大樊春海院士团队、中科院仇子龙研究团队采用电针刺激（EAS）百会（GV 20）、涌泉（KI 1）和神门（HT 7）穴位，可以减轻 Mecp2 基因敲除的Rett综合征模型大鼠的症状。结果表明，电针不仅延长了Rett综合征大鼠的生存期，而且提高了其行为能力，包括运动能力、运动协调能力和社会交往能力。进一步研究发现，野生型和Rett模型大鼠经电针刺激后，中脑黑质、纹状体和大脑皮层中c-Fos蛋白表达的增加，表明电针刺激能激活这些大鼠脑区神经元的活动，从而促进运动及社交能力的恢复。因此，电针为神经发育性疾病治疗提供了一种安全有效的潜在治疗手段。
Rett综合征是一种进行性神经发育障碍 ，主要发生在女性儿童中，发病率为1/15 000~1/10 000。大多数患有Rett综合征的儿童寿命较短，且伴随着一系列症状，如语言能力低下、生长迟缓、自主活动能力下降、共济失调、严重的社交障碍和手部刻板动作等。目前， 由于缺乏有效的治疗方法来改善患者的认知和行为，Rett综合征的有效治疗面临巨大的挑战 。使用脑源性神经营养因子（BDNF）或胰岛素样生长因子1（IGF-1）可以缓解Rett综合征的一些症状，然而， 这些药物面临是否可以有效地跨越血脑屏障的问题 。有研究采用物理治疗手段，如海马穹窿深部脑电刺激（DBS）和深部脑磁刺激（DMS），可以缓解Rett综合征模型小鼠的症状。DMS可促进海马神经发生和突触的可塑性，增强海马神经元活性。在Rett小鼠模型中，DMS可以缓解焦虑相关行为，显著延长小鼠的寿命。DBS可以恢复Rett模型小鼠的活体海马新生神经元的发生，增强条件恐惧记忆和空间记忆能力。然而，DBS是一种介入性操作，需要外科手术和精确定位。此外，DBS对Rett模型小鼠的社会行为、运动能力、运动协调能力和生长发育未表现出较好的改善作用。
针灸是中国传统医学中的治疗手段 ，通过用针灸针对特定穴位进行刺激治疗疾病。针灸被世界各国广泛地应用于缓解疼痛。而且，针灸还可用于治疗其他疾病，包括运动障碍、压力性尿失禁和免疫炎症性疾病。 电针刺激（EAS）是一种利用电针装置输出脉冲电流，作用于中医穴位和经络来加强刺激的技术 。EAS可通过受体或神经递质介导的免疫反应，发挥很好的镇痛和抗炎作用。EAS还可以通过刺激神经营养因子和神经递质的表达来改善神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的记忆和运动行为能力。有研究报道，EAS通过上调催产素（OXT）和精氨酸加压素（AVP）水平——这两种激素与哺乳动物社会行为密切相关，能改善孤独症儿童和实验大鼠的社交行为。然而，EAS是否可以用于治疗其他神经发育性疾病仍然不清楚。因此，在这项研究中， 上海交大樊春海院士团队、中科院仇子龙研究团队用EAS治疗Rett模型大鼠，并研究了社交激素、功能蛋白的表达、大脑不同区域的神经活动和行为 ，从而揭示EAS激活的大脑区域与相关行为变化之间的关系，以及EAS对Rett模型大鼠行为能力的恢复作用。
研究结果表明， 特定穴位（HT 7、KI 1和GV 20）的EAS显著改善 Mecp2 −/y 大鼠的运动能力、运动协调能力和社交行为能力 。EAS增加了WT和 Mecp2 −/y 大鼠脑区的激活，包括大脑皮层、纹状体和中脑黑质部位与运动和社会行为相关的区域（图1）。 EAS为 Mecp2 −/y 的治疗提供了一种安全有效的方法 。与此，研究人员还设想，EAS与其他疗法（如DBS和DMS）的结合可能会更好地改善Rett综合征大鼠的社交、运动和记忆能力。
图1. EAS诱导大脑皮层、海马、纹状体和黑质的神经元激活情况。（a）大脑皮质、海马、纹状体和黑质中c-Fos的免疫荧光图像；（b）海马、纹状体、大脑皮层和黑质中的c-Fos + 细胞计数；（c）行为能力图。所有数据均以平均值±标准误差（SEM）表示。 n = 6，单因素方差分析（Bonferroni’s post hoc ）检验，* P < 0.05，** P < 0.01。
关键词：神经发育障碍；电针；Rett综合征；运动功能；社交
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原文链接：http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2020.06.032
以上内容来自：Yanhong Sun, Zhifang Chen, Yi Xu, Yuefang Zhang, Zhilei Ge, Chenglie Lin, Yi Zhou, Fangfei Zhao, Meiling Yan, Xinyi Liu, Ying Zhu, Jimin Gao, Hongyi Li, Lihua Wang, Jun Hu, Zilong Qiu, Chunhai Fan. Functional Recovery with Electro-Acupuncture Stimulation in an Mecp2 -Knockout Rat Model of Rett Syndrome [J]. Engineering, 2022, 12(5): 83-89.