电针促进运动皮质区脑损伤大鼠运动功能恢复的多模态影像学研究

Motor dysfunction is one of the most common symptoms of acute stroke, and the primary motor cortex M1 plays an important role in functional recovery and reconstruction. Electro-acupuncture at “LI 11” and “ST 36” acupoints, can effectively improve the motor function in patients after cerebral infarction, the mechanism may be related to recombination of motor networks of the primary motor cortex, and the recombination of motor networks requires the generation of new neurovascular units. However, there is still a lack of reliable intuitive evidence. Therefore, in this study, we intend to use photochemical induced cerebral infarction to induce brain injury in M1 area and electro-acupuncture at “LI 11” and “ST 36” acupoints to intervene. Based on 7.0T small animal magnetic resonance imaging technique, we study the immediate and cumulative effects of electro-acupuncture from the perspectives of brain structure, brain function, cerebral blood flow, fibrous junction and angiogenesis, as well as the intrinsic relationship with the changes of motor network in M1 area. Using biological techniques such as immune- fluorescence and transmission electron microscopy, RT-PCR, Western blot, we further elucidate the cellular and molecular mechanisms of electro-acupuncture on the recombination of neurovascular units, angiogenesis, and the recovery of motor networks. The results will provide a theoretical basis for the clinical recovery of motor dysfunction in patients with ischemic stroke.

运动功能障碍是脑卒中最常见的症状，初级运动皮质区（M1区）在功能恢复重建中起着重要作用。电针“曲池”、“足三里”穴能有效改善缺血后脑卒中患者的运动功能，其作用机制可能与运动皮质区运动网络的重组相关，同时运动网络的重组需要新的神经血管单元生成，但目前尚缺乏可靠地直观证据。因此，本课题拟采用光化学诱导M1区脑损伤，电针“曲池”、“足三里”穴干预，应用7.0T小动物磁共振成像技术从脑结构、脑功能、脑血流、纤维连接、血管新生多角度研究电针的即刻与累积效应，以及与M1区运动网络变化的内在关系。利用免疫荧光、透射电镜、RT-PCR、Werstern blot等生物学技术进一步阐明电针对神经血管单元的重组、血管新生、运动网络恢复的细胞、分子机制，所获结果将为临床上电针治疗缺血性脑卒中患者运动功能障碍恢复提供理论依据。

脑卒中常伴有运动障碍，直接影响患者日常生活能力和生活质量。电针“曲池”、“足三里”穴治疗缺血性脑卒中已在临床上广泛应用，能有效改善缺血后脑卒中患者的运动功能障碍，但机制不明。本课题采用光化学诱导运动相关脑区（M1区）造成急性脑损伤，利用小动物MRI成像结合免疫荧光、透射电镜、Q-PCR、Werstern blot等生物学技术，从脑结构、脑功能、脑血流、纤维连接、血管新生等角度研究电针“曲池”、“足三里”穴治疗M1区脑损伤后的神经单元重组、血管新生、运动网络等恢复情况。. 结果显示，电针干预可减少MI区脑缺血后的大鼠脑缺血体积，改善其运动能力；增加缺血边缘区星形胶质细胞与神经元细胞特异性蛋白的表达，下调血管新生抑制因子ES、TSP-1蛋白表达，上调VEGF 和 Ang-1蛋白表达，提高血管新生相关表达因子，改善脑缺血区周围组织的miR-210与miRNA-92a的表达，促进其血管新生。同时，f-MRI结果显示，与假手术组相比，模型组大鼠脑左侧运动皮质、眶皮质、前边缘皮质、左侧嗅球、两侧前额叶等脑区的功能连接明显减弱。而电针治疗后，左侧纹状体、左侧下丘脑结节区、右侧感觉皮层等脑区之间的功能连接均显著提高，且电针即刻作用下脑缺血大鼠的脑组织在感觉皮层与纹状体的功能活动更加活跃。此外，电针治疗可能通过提高缺血边缘区组织的细胞膜的合成分解程度、抑制神经物质表达、神经元活性，修复该区域的组织结构复杂性来改善运动皮质区的神经元损伤以及脑功能网络连接，提示电针的保护作用与神经血管单元形成、血管新生及运动区的网络连接恢复有关。. 该研究结果揭示了电针刺激后缺血区血管再生、脑网络及脑功能连接的生理病理特征，为中风后的康复与治疗提供了坚实的理论依据，并为脑缺血性疾病的治疗提供理论指导和新方法，将为临床上电针治疗缺血性脑卒中患者运动功能障碍恢复提供理论依据，促进电针干预在治疗急性缺血性脑卒中的临床应用。