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安徽中医药大学杨骏团队
2024年10月22日
在Front Pharmacol（IF=4.4）
发表针灸学研究结果
《Exploring the effects of moxibustion on cognitive function in rats with multiple cerebral infarctions from the perspective of glial vascular unit repairing》
从神经胶质血管单位修复角度探讨艾灸对多发性脑梗死大鼠认知功能的影响
原文链接：
https://www.frontiersin.org/journals/pharmacology/articles/10.3389/fphar.2024.1428907/full
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引用格式：
Wang J, Du K, Liu C, Chen X, Ban W, Zhu G, Yang J. Exploring the effects of moxibustion on cognitive function in rats with multiple cerebral infarctions from the perspective of glial vascular unit repairing. Front Pharmacol. 2024 Oct 22;15:1428907. doi: 10.3389/fphar.2024.1428907. PMID: 39508044; PMCID: PMC11539022.
【名词解释】
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MMI：多发性微梗死（Multiple Microinfarcts, MMI）是一种病理状态，指的是在大脑中发生多个小面积的梗死，这些梗死通常涉及脑的小血管，导致局部脑组织因血流受阻而发生缺血性损伤。这种损伤可能是由于血栓、栓塞或血管痉挛引起的，导致脑组织缺氧和营养供应不足，最终导致脑细胞死亡。
BBB：血脑屏障（Blood-Brain Barrier），是一个非常重要的生理屏障，它存在于大脑的微血管系统中，起到保护大脑的作用。血脑屏障由脑内皮细胞、周细胞（pericytes）、基底膜和星形胶质细胞的脚板（astrocytic end-feet）组成，它们共同形成了一个选择性通透的屏障，调节和限制物质在血液和大脑之间的交换。
VD：血管性痴呆（Vascular Dementia）是一种由脑血管疾病引起的认知功能损害综合征。它是痴呆症的第二大常见原因，仅次于阿尔茨海默病。血管性痴呆可以由多种类型的脑血流障碍引起，包括脑梗死、脑出血、长期的脑血流低灌注等。血管性痴呆的临床表现和严重程度可能因人而异，取决于受损脑区的位置和范围。
GVU：神经胶质血管单位（Glial Vascular Unit），这是一个相对较新的神经生物学概念，强调了脑内胶质细胞（主要是星形胶质细胞和周细胞）与脑血管之间的密切相互作用和功能联系。GVU的概念扩展了传统的神经血管单元（NVU）模型，更加强调胶质细胞在脑血流调节、血脑屏障（BBB）维护以及神经炎症中的作用。
CP 673451：一种小分子抑制剂，它主要用来抑制血小板衍生生长因子受体β（PDGFRβ）的活性。PDGFRβ是一种受体酪氨酸激酶，它在多种细胞类型中表达，包括周细胞（pericytes），这些细胞是神经胶质血管单位（GVU）的重要组成部分，对于维持血脑屏障（BBB）的完整性和功能至关重要。
CP 673451 被用于实验中以探究艾灸对血管性痴呆（VD）大鼠模型中学习和记忆功能的影响是否通过 PDGFRβ 信号通路发挥作用。研究结果表明，当 PDGFRβ 被抑制后，艾灸对改善学习和记忆功能的效果被阻断，这暗示了艾灸可能通过影响 PDGFRβ 信号通路来发挥作用。此外，PDGFRβ 的抑制还导致脑血流减少和血脑屏障（BBB）破坏，进一步支持了 PDGFRβ 在维持 BBB 完整性中的关键作用。
【研究结果及亮点】
艾灸百会穴能改善多发性微梗死（MMI）大鼠脑血流并修复血脑屏障功能，可能是通过修复神经胶质血管单位（GVU） 来实现的。本研究可为临床上艾灸治疗血管性痴呆（VD）提供可能的实验依据。
研究目的
背景：血管性痴呆（VD）是一种由脑血管异常引起的慢性脑低灌注血管疾病。艾灸是中医（TCM）的重要治疗方法之一，已被证明可以通过改善脑血流、保护神经元、减少氧化应激和炎症来安全有效地改善VD的认知障碍和其他症状。
目的：本研究旨在探讨百会（GV 20） 、神庭（GV 24）和大锥（GV 14）穴位艾灸14天对多发性微梗死（MMI）大鼠胶质血管单位（GVU）的影响，并探讨其作用机制。
研究方法：通过行为和分子生物学实验研究艾灸对 多发性微梗死（MMI）大鼠血管性痴呆 （VD） 的影响和机制。此外，我们从 GVU 的角度探讨了其作用机制，并将其与 PDGFRβ 抑制剂的使用进行了比较，以验证我们的假设，为临床上艾灸治疗 VD 提供了更可能的理论依据。
干预
实验一：
MMI+MOX组：
百会（GV 20）、神庭（GV 24） 和大椎（GV 14） （图 1A-C）。
将大鼠置于自制的木制平台上（10 cm × 5 cm × 1.5 cm），用火柴点燃艾棒艾灸，将穴位的皮肤温度保持在41°C ± 1°C。
艾灸每穴持续 30 min，每日 1 次，连续 14 天。
MMI+ 奥拉西坦 （ORC） 组：
ORC （图1D）溶于盐水（10 mg/mL）中。
大鼠腹膜内注射 50 mg/kg ORC（溶于盐水中），每天一次，连续 14 天。
对照+MMI组：处理时间与MMI + MOX组相当，动物治疗除相同的抓握和站立在平台上外，无需任何额外干预。
治疗结束时，依次进行莫里斯水迷宫 （MWM）、新物体识别 （NOR）、激光散斑成像 （LSI）、激光多普勒成像 （LDI）。在行为测试结束时采集组织以测试 GVU 相关蛋白表达。
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图 1.实验示意图，艾灸改善了 VD 大鼠的学习和记忆以及脑血流。（A） 实验程序的流程图。（B） GV 穴位在人体中的位置。（C） 大鼠使用的穴位位置。（D） ORC 化学结构。（E） 莫里斯水迷宫中定位导航测试的逃逸潜伏期 （n = 13） （Tukey 检验）。（F） 莫里斯水迷宫太空探索测试中的第一个逃逸潜伏期 （n = 13）（Dunn 检验）。（G） 莫里斯水迷宫太空探索测试中的跨平台数量 （n = 13）（Dunn 检验）。（H） 新物体识别测试的识别指数 （n = 13）（Tukey 检验）。（I） MMI 前后大鼠的激光散斑成像观察 （n = 6）。（J， K）每组大鼠脑血流的激光多普勒比较 （n = 6） （Tukey 检验）。数据以 SEM ±平均值表示。与 Sham 组相比，*P < 0.05。与 MMI 组相比，#P < 0.05。
实验二：
MOX+CP 673451组：艾灸治疗与实验1中MOX+MMI组相同，治疗14天后，局部注射CP 673451（图 1A）。
艾灸组仅注射等量的 PBS，其余手术与抑制剂组相同。
在治疗结束时，按顺序进行 NOR、LDI。在行为测试结束时采集组织。
研究结果
艾灸对MMI大鼠学习记忆的影响：
在MMI大鼠模型中，与对照组相比，MMI大鼠在Morris水迷宫测试中表现出显著的记忆功能障碍，包括寻找平台的时间延长和空间探索测试中首次逃避潜伏期的增加，以及穿越平台次数的减少。
艾灸和奥西拉西坦（ORC）治疗能够显著改善记忆功能障碍，缩短了寻找平台的时间，减少了首次逃避潜伏期，并增加了穿越平台的次数。（图1E-H）
艾灸对MMI大鼠脑血流的影响：
MMI大鼠的脑血流减少，通过激光散斑成像（LSI）和激光多普勒成像（LDI）观察到脑血流的显著降低。
艾灸和ORC治疗能够显著增加MMI大鼠的脑血流，改善了脑血流的波动情况。
MMI大鼠的血脑屏障完整性受损，通过Evans蓝染色显示血脑屏障通透性增加。
艾灸和ORC治疗显著改善了血脑屏障的通透性，减少了Evans蓝的荧光强度，表明血脑屏障的完整性得到了恢复。
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图 2.艾灸减轻了 VD 大鼠海马神经元变性。（公元 - 丁）CA1、CA3 和 DG 区域的神经元变化。比例尺：50 μm。（n = 3）（Tukey 检验或 Dunn 检验）。数据以 SEM ±平均值表示。红色箭头表示 NPC。与 Sham 组相比，*P < 0.05。与 MMI 组相比，#P < 0.05。
神经退行性变化和GVU相关蛋白表达：
MMI大鼠海马区GFAP和C3水平显著增加，而CX43和PDGFRβ水平显著降低，表明神经胶质细胞激活和神经血管单元损伤。
艾灸和ORC治疗能够减少GFAP的表达，增加CX43和PDGFRβ的表达，表明治疗能够减轻星形胶质细胞的激活，并促进GVU的修复。
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图 3.艾灸降低了 VD 大鼠的血脑屏障通透性，以及艾灸对 GVU 相关蛋白表达的影响。（A-B）用于评估血脑屏障通透性的埃文斯蓝染色 （n = 3） （Tukey 检验）。（C） 每组大鼠脑质量的比较 （n = 6） （Dunn 检验）。（D-L）海马体中 GFAP、CX43、PDGFRβ、ZO-1、C3、S100A10、Claudin-5 和 Occludin 蛋白的蛋白质印迹 （n = 4）（Tukey 试验）。数据以 SEM ±平均值表示。与 Sham 组相比，*P < 0.05。与 MMI 组相比，#P < 0.05。
PDGFRβ抑制对艾灸效果的影响：
使用PDGFRβ抑制剂CP 673451后，艾灸对学习和记忆的改善效果被阻断，脑血流减少，血脑屏障通透性增加。
这些结果表明艾灸可能通过影响PDGFRβ，进而调节GVU的功能，改善BBB的完整性和认知功能。
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图 5.抑制 PDGFRβ 减轻了艾灸对 VD 大鼠脑血流、学习和记忆以及 BBB 的影响。（一、二）脑血流灌注的激光多普勒比较 （n = 5）（t 检验）。（C） 新物体识别测试的识别指数 （n = 6） （t 检验）。（D， E）用于评估血脑屏障通透性的伊文思蓝染色 （n = 3） （t 检验）。数据以 SEM ±平均值表示。与 MOX 组相比，*P < 0.05。
结论：
艾灸百会穴能改善多发性微梗死（MMI）大鼠脑血流并修复血脑屏障功能，可能是通过修复神经胶质血管单位（GVU） 来实现的。本研究可为临床上艾灸治疗血管性痴呆（VD）提供可能的实验依据。
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