重复经颅磁刺激抑制NLRP3炎症小体通路减轻脑卒中后神经炎症的机制研究

Repetitive transcranial magnetic stimulation is an important treatment strategy for post-stroke dysfunction. However, its mechanism has not been fully clarified. Based on our previous research, rTMS could reduce the level of IL-1β，which is the major downstream factor of the NLRP3 inflammasome pathway. Moreover, other research teams have also found that rTMS can inhibit the activation of microglia cells which is closely related to NLRP3 inflammasome, suggesting that rTMS may play a neuroprotective role by attenuating neuroinflammation after stroke through inhibiting the NLRP3 inflammasome pathway. This project compares the change of expressions of NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18 in NLRP3-/- mice and wild-type C57 mice treated with rTMS, in order to verify the mechanism of rTMS to alleviate the neuroinflammation after stroke by inhibiting the NLRP3 inflammasome pathway. This project is expected to provide a new theoretical basis for the use of rTMS for ischemic stroke.

重复经颅磁刺激（Repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS）是治疗缺血性脑卒中后功能障碍的重要康复手段，但是，它的作用机制尚未完全明确。我们的前期研究发现rTMS可以降低IL-1β的水平，而IL-1β是NLRP3炎症小体通路的主要下游因子。此外，国外的研究团队也发现rTMS可以抑制与NLRP3具有密切联系的小胶质细胞的活化，由此推测，rTMS可能通过抑制NLRP3炎症小体通路减轻缺血性脑卒中后的炎症反应而发挥神经保护作用。本项目通过对比NLRP3-/-小鼠和经过rTMS治疗的野生型C57小鼠NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18的表达变化，结合神经行为学和病理形态的改变，从而验证rTMS通过抑制NLRP3炎症小体通路减轻脑缺血后炎症反应的作用机制。本项目有望为rTMS用于缺血性脑卒中的治疗提供新的理论依据。

背景：重复经颅磁刺激是治疗缺血性脑卒中后功能障碍的重要康复手段，但是，它的作用机制尚未完全明确。我们的前期研究发现rTMS可以降低IL-1β的水平，而IL-1β是NLRP3炎症小体通路的主要下游因子。此外，国外的研究团队也发现rTMS可以抑制与NLRP3具有密切联系的小胶质细胞的活化，由此推测，rTMS可能通过抑制NLRP3炎症小体通路减轻缺血性脑卒中后的炎症反应而发挥神经保护作用。.研究内容：本项目拟以通过动物实验，采用免疫荧光、Western blot、RT-PCR等技术检测rTMS干预前后NLRP3炎症小体通路各组成蛋白的表达变化，揭示rTMS的神经保护机制可能与抑制NLRP3炎症小体通路减轻脑缺血再灌注后的炎症反应有关。同时，明确重复经颅磁刺激干预的最佳时间点，从而为脑缺血损伤的防治提供新的视角。.重要结果：梗死周围皮质中NLRP3的mRNA水平在tMCAO后6小时内增加了约10倍，24小时增加约25倍，3天增加约30倍，而造模后7天NLRP3的mRNA水平几乎降至假手术组水平。虽然，NLRP3的mRNA水平在第三天仍然表现出增加的趋势，然而与24小时相比，两者的差异没有统计学意义。与模型组相比，重复经颅磁刺激以及NLRP3抑制剂组的tMCAO小鼠神经功能缺损评分更低，脑损伤更轻。梗死周围皮质的细胞凋亡情况也在治疗后明显缓解。同时，还伴随着NLRP3的表达下调以及下游细胞因子IL-1β和IL-18等释放的抑制。.结论和意义：上述研究发现，在脑缺血再灌注后1小时给与重复经颅磁刺激治疗可有效改善tMCAO所导致的脑损伤与神经功能障碍，其治疗机制可能与下调神经元中NLRP3表达，抑制下游细胞因子IL-1β和IL-18等的释放有关。本研究丰富和完善了重复经颅磁刺激用于脑卒中治疗的机制，为进一步研究提供了理论基础，并未其临床治疗缺血性脑卒中提供了新的靶标。