丘脑底核电刺激对帕金森病大脑运动环路干预及机制的研究

Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus (STN DBS) has become a safe and effective new tool for the treatment of Parkinson's disease (PD), however the precise mechanism and whether this intervention could postphone the progression of neurodegeneration of PD remain unclear. In previous studies, we found STN DBS rectified the PD-related covariance pattern (PDRP) of regional metabolism of PD patients using positron emission tomography (PET). The treatment also increased tyrosine hydroxylase expression in striatum of PD rats. These findings indicate STN DBS adjusts the activity of brain network and modifies the function of dopaminergic(DA) system. To uncover if STN DBS is neuroprotective and its influence on DA system, in this project, we investigate the effect of long term STN DBS to medium term PD patients on PDRP using FDG PET; in addition, we detect the effect of immediate STN DBS to PD patients on DA uptake rate,DA receptor and transportor metabolism. Meanwhile, we research the influence of STN DBS on DA system and neurogeneration in striatum and midbrain of PD rats. The study will explore the theoretical basis of STN DBS and benefit in revealing optimal time of STN DBS operation to PD patients.

丘脑底核电刺激（STN DBS）是治疗帕金森病(PD)安全有效的新技术，但其机制及是否能延缓PD神经元进行性变性尚未明确。本课题组前期研究显示,STN DBS可以纠正PD患者异常运动环路的代谢模式，增加PD大鼠纹状体多巴胺(DA)合成酶的表达。提示该治疗调节大脑运动环路的兴奋性，并改善DA系统的功能。本课题拟通过FDG PET显像观察长期STN DBS对中期PD患者大脑运动环路特异性代谢模式的影响及应用18F-fluorodopa，11C-raclopride和11C-CFT PET显像检测STN DBS对中期PD患者大脑DA摄取率、DA受体和DA转运体代谢的影响，同时研究STN DBS对PD大鼠模型DA系统的调节和神经细胞再生的影响。本研究将为STN DBS治疗PD的最佳时机提供依据，并探索其对DA系统的调节以及是否可能延缓PD的进展。

丘脑底核电刺激（STN DBS）是治疗帕金森病（PD）的安全有效的新技术，但其机制以及其对大脑网络的影响尚未明确。本课题拟通过FDG PET显像观察长期STN DBS对PD患者大脑运动环路特异性代谢模式的影响。研究发现，经过一年的STN DBS治疗，顶叶和枕叶的葡萄糖代谢率明显提高，再豆状核、尾状核、小脑和前额叶代谢率显著降低。PD患者僵直改善的程度与顶叶葡萄糖代谢率的增加成正比。STN DBS治疗抑制帕金森病相关代谢模式（PDRP），PD患者僵直改善的程度与PDRP的减少显著相关，另外，PDRP的降低与尾状核葡萄糖代谢降低相关，与枕叶葡萄糖代谢增加相关。科学意义：本课题研究结果支持STN DBS治疗改善PD患者的运动症状与增加体感运动区的葡萄糖代谢水平有关；PDRP是评价STN DBS治疗PD效果的有效客观指标。本课题还应用脑磁图检测长期STN DBS对PD患者大脑运动环路存在的过度震荡的影响。在通道层面的频谱研究发现，与正常对照相比，帕金森病患者在颞叶和枕叶通道存在alpha和beta波过度震荡，长期STN DBS开机状态比关机状态在前额叶和顶叶显示出gamma波段能量增加。STN DBS治疗改善的运动症状与右前额通道gamma波段（52-90 Hz）的增加相关，与右颞叶通道alpha和beta波段的能量抑制相关。