IF 13.0,金红军、李胜桥团队:电针治疗阿尔兹海默病新机制

文摘   2024-09-30 14:54   美国  

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中山大学附属第五医院陆、毕蕾为第一作者,金红军、李胜桥为通讯作者

2024年9月

Alzheimers Dementia(IF=13.0)

发表针灸学研究成果

“Effectiveness of electro-acupuncture for cognitive improvement on Alzheimer's disease quantified via PET imaging of sphingosine-1-phosphate receptor 1

通过鞘氨醇-1-磷酸受体 1 的 PET 成像量化电针改善阿尔茨海默病认知能力的效果

原文链接:

https://alz-journals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/alz.14260

    研究亮点与发现

  1. 电针(EA)百会(DU20) 和四神聪 (EX-HN1)穴”显著改善阿尔茨海默病(AD)小鼠的认知和记忆功能。PET量化显示皮层和海马体中[18F]TZ4877显著减少。

  2. PET量化与认知功能相关性分析显示,逃避潜伏期与皮层和海马体中[18F]TZ4877的体积分布(VT)呈正相关(皮层p < 0.01,r = 0.7102;海马p < 0.01,r = 0.6891)。

  3. 免疫荧光证实S1PR1在AD脑中与神经胶质纤维酸性蛋白和电离钙结合接头分子-1共定位,EA治疗显著降低皮层和海马体中的信号

  4. 免疫组化显示EA治疗显著降低白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α,EA通过抑制神经炎症逆转AD。


重点摘要


介绍:

 阿尔茨海默病(AD)是一种以记忆力减退、认知障碍、语言功能障碍和精神残疾为特征的神经退行性疾病。

电针在临床上已被证明具有改善轻度至中度痴呆的潜力,但其潜在的科学靶点仍不清楚。


目的:

 本研究旨在评价EA治疗APP/PS1转基因AD小鼠的有效性;本研究还试图阐明EA延缓AD进展的潜在机制特别是其对神经炎症的影响。

研究方法:

      采用EA治疗APP/PS1型AD小鼠,并与未治疗AD和野生型(WT)小鼠作为对照。电针治疗方法:针刺百会(DU20)四神聪(EX-HN1)连接HANSLH202电针仪,使用连续波,频率2Hz,电压2V,电流强度2mA治疗20分钟,每天1次,连续治疗15天

采用Morris水迷宫认知功能测试评估EA的疗效。使用靶向鞘氨醇-1-磷酸受体1(S1PR1)的[18F]TZ4877靶向淀粉样β纤维的[18F]AV45进行脑磁共振成像–正电子发射断层扫描(PET)。分析脑区PET量化与认知功能的相关性


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图 1.实验程序的图示(如图所示)。Aβ,淀粉样蛋白;EA,电针;MRI、磁共振成像;PET,正电子发射断层扫描;S1PR1,鞘氨醇-1-磷酸受体 1。




研究结果:

   1、 EA治疗降低了 AD小鼠的逃避潜伏期。


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图2:EA 治疗提高了AD小鼠的认知学习和记忆能力。

A.隐藏平台实验中小鼠逃逸潜伏期的趋势。

B.小鼠在平台象限实验中的探索时间。

C.空间探索实验中三组的典型轨迹。

D.太空探索试验中每组在平台象限中的探索距离 (WT vs. AD,p < 0.01;EA 与 AD,p < 0.05;WT 与 EA,p > 0.05)。

E.太空探索试验中每组的平台穿越次数 (WT vs. AD,p < 0.05;EA vs. AD 和 WT vs. EA,p > 0.05;n = 5)。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,ns:p > 0.05。AD,阿尔茨海默病;EA,电针;WT,野生型。




2、EA治疗提高了AD小鼠的空间探索时间。


3、EA治疗减少了在AD小鼠的皮层和海马体[18F]TZ4877。为了评估EA治疗对这些小鼠体内神经炎症的潜在影响,进行了PET/CT/MRI 脑成像扫描。通过EA(n = 5)治疗,尤其是皮层和海马体,AD 大脑摄取的增加可以明显减少。



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图3: [18F]TZ4877 在 WT、AD 和 EA 小鼠中。

A.[18F]TZ4877 在 WT、AD 和 EA 小鼠的大脑区域。

B.[18F]TZ4877 在 WT(黑线)、AD(红线)和 EA(绿线)组的大脑区域,n = 5。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,ns:p > 0.05。AD,阿尔茨海默病;EA,电针;MRI、磁共振成像;PET,正电子发射断层扫描;SUV,标准化的摄取值;TAC,时间活动曲线;WT,野生型。



4、EA治疗降低AD小鼠大脑区域β淀粉样蛋白的表达。与wt小鼠(n=3)相比,AD小鼠(n = 5)的[18f]AV45摄取增加,在皮质和海马体中明显增加。而EA治疗(n = 5)在治疗后的AD小鼠大脑中表现出[18F] AV45摄取减少的趋势然而,在大多数脑区没有达到统计学差异。



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图4: [18WT、AD 和 EA 小鼠中的 F]AV45。

A,代表性 PET 图像显示 [18F]AV45 在 WT、AD 和 EA 小鼠的大脑区域。不同大脑区域的图像由白色虚线表示。

B,TAC 显示 [18F]WT(黑线)、AD(红线)和 EA(蓝线)小鼠中的 AV45。WT 中 n = 3,AD 和 EA 中分别为 n = 5。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,ns:p > 0.05。AD,阿尔茨海默病;EA,电针;MRI、磁共振成像;PET,正电子发射断层扫描;SUV,标准化的摄取值;TAC, 时间活动曲线;WT,野生型。



5、5V-T定量表明在EAver-susAD小鼠中,[18F]TZ4877[18F]AV45这两种结合减少;仅在[18F] TZ4877的结合中观察到显著的减少,特别是在皮质和海马。而[18F] AV45的结合没有减少。


6、认知记忆行为与[18F]TZ4877 的 VT 定量之间的正相关性,即[18F]TZ4877在认知和记忆的关键脑区域的VT定量,如皮层和海马与平台潜伏期正相关(皮层p<0.01,r = 0.7102;海马p <0.01,r=0.6891),表明较高的VT值与寻找平台的时间较长有关。



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图 5.认知-记忆行为与 V 之间的相关性T[18F]TZ4877.

A, 不同脑区相关性的示意图表示。

B,V 相关性中的 p 值T ([18F]TZ4877) 在不同大脑区域并逃避隐藏平台实验中的潜伏期。

C, V 之间的正线性相关T ([18F]TZ4877)并逃避延迟。

D, V 相关性中的 Pearson rT ([18F]TZ4877) 在不同大脑区域并逃避潜伏期的隐藏平台实验中。AD,阿尔茨海默病;EA,电针; VT、体积分布;WT,野生型。





7、PET后免疫荧光染色证实了S1PR1的表达,并探讨了其与神经炎症标志物的关系。AD 小鼠的皮层和海马组织显示 S1PR1(红色)与神经炎症标记物 GFAP(代表星形胶质细胞)IBA-1(代表小胶质细胞)共聚焦。EA 小鼠的共聚焦现象明显减少,这表明星形胶质细胞或小胶质细胞的活化受到抑制,从而可以通过 PET 成像评估 S1PR1 受体的[18F]TZ4877 靶向性。



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图 6.S1PR1 与 GFAP 和 IBA-1 的共定位。A,多重 IF 染色显示 S1PR1 (红色)、GFAP (星形胶质细胞绿色) 和 DAPI (蓝色) 在 AD 和 EA 小鼠的海马中共定位 (白色箭头);(B) 多个 IF 染色显示 S1PR1 (红色)、IBA-1 (小胶质细胞为绿色) 和 DAPI (蓝色) 在 AD 和 EA 小鼠皮层中的共定位 (白色箭头)。EA 处理的小鼠显示共定位 (白色箭头) (A,B) 显着减少。AD,阿尔茨海默病;EA,电针;GFAP,神经胶质纤维酸性蛋白;IBA-1,电离钙结合接头分子-1;IF, 免疫荧光;S1PR1,鞘氨醇-1-磷酸受体 1。





8、免疫组化显示EA治疗后 IL-1β 和 TNF-α显著降低,表明 EA 抑制了 AD 脑组织中的炎症。


结论:

      电针显著改善了 AD 的认知和记忆功能,并减少在皮层和海马体中的[18F]TZ4877。免疫荧光证实 S1PR1 与神经胶质纤维酸性蛋白和电离钙结合接头分子-1 共定位。此外,免疫组化显示 EA 治疗后白细胞介素 1β 和肿瘤坏死因子 α 显著降低。

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