FES早期介入促进脑梗死半影区突触功能重组的LTP及分子机制研究

国内外研究证实，脑卒中后突触可塑性是梗死半影区结构和功能重组的基础，涉及突触再生、树突发芽、沉默突触的开放。我团队前期的研究表明功能性电刺激(FES)能够改善瘫痪肢体功能，上调脑梗死半影区突触素蛋白表达，促进突触结构的可塑性，但缺少与长时程增强（LTP）相关的分子及电生理学实验证据。本课题拟在前期研究基础上，采用改良的线栓法建立Wistar大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型，通过电子显微镜突触体视学检测、可视荧光成像技术、免疫印记及膜片钳技术，观察FES治疗后脑梗死缺血半影区LTP变化规律、NMDA/AMPA受体表达比率，与LTP早期相关的CaMKII、PKC、PKA及LTP维持有关的CREB表达变化，从行为学、突触结构及其功能等方面阐明FES通过调控LTP促进突触功能网络重组的建立和维持机制，为脑卒中后早期FES介入治疗的有效性提供科学证据，进一步推动FES在脑卒中治疗中的合理应用。

探讨功能性电刺激（FES）是否是通过增加局灶性脑缺血大鼠梗死周边区突触谷氨酸通路相关蛋白的表达，增加LTP，增加突触可塑性，促进运动功能和感觉功能改善。..选择雄性Wistar大鼠81只，采用随机数字表法分为假手术组、安慰刺激组及FES组，每组随机分为治疗3d、7d、14d三个亚组（每个亚组9只）。造模前予以运动和感觉基线检测，应用光化学诱导法制作Wistar大鼠右侧脑局灶缺血模型，于左前臂植入FES电极线。假手术组予以冷光源照射但不注射光敏染料，FES组予以功能性电刺激，每日1次，每次刺激10min，休息10min，再刺激10分钟；安慰刺激组予以连接电刺激器，每日1次，每次30min，但不打开电源。术后第3d开始治疗，分别在治疗3d、7d、14d后测定大鼠的运动功能、感觉功能；测定结束后处死，取梗死周边区皮层行LTP测定，取梗死周边区皮质行western blot检测，测定NMDAR1，pGluR1和GluR1的含量，单因素方差分析比较各时间点各组感觉、运动评分，LTP及蛋白定量之间的组间差异。主要研究结果：FES组治疗后7d，14d运动功能评分为（0.3±0.08），（0.2±0.07），和安慰刺激组（0.57±0.04），（0.43±0.12）相比，差异有统计学意义(P<0.05)；FES组治疗后7d，14d贴纸去除时间（秒）为（15±7）.（10±4），和安慰刺激组（31±8）（25±5）相比，差异有统计学意义(P<0.05)； 梗死周边区治疗7天后LTP幅值较安慰刺激组明显升高(P<0.05)，FES组NMDAR1含量在治疗7d显著升高（1.36±0.07），较安慰刺激组梗死周边区（0.85±0.15），差异有统计学意义(P <0.05)；FES组GluR和pGluR1含量在治疗14d分别为（1.53±0.08）（1.56±0.02），较安慰刺激组梗死周边区（0.74±0.16）和（0.87±0.23），差异有统计学意义 (P <0.05)。结论：FES可促进脑缺血大鼠运动和感觉功能的恢复，并明显增高其LTP的表达，其可能机制为上调NMDAR1，pGluR1和GluR1通路中的相关蛋白的表达，从而证明FES增强突触可塑性的电生理改变，有功能性意义。